近日，乔世璋院士团队在澳大利亚阿德莱德大学取得了一项重大突破：他们成功研发出双金属催化剂，让锂硫电池在5分钟内完成充电或放电，实现了高功率密度的目标。这一创新解决了锂硫电池功率密度低的难题，为电池领域带来了新的希望。
乔世璋院士团队以碳基过渡金属催化剂为例，根据勒夏特列原理，首次提出了硫还原反应（SRR）的动力学趋势。通过同步辐射X射线吸收光谱测量和分子轨道理论计算，他们证明了催化剂的反键轨道占据率决定着多硫化锂的浓度。通过设计纳米复合CoZn/碳催化剂，并将其应用于锂硫电池正极，他们成功实现了高功率密度的锂硫电池，功率密度高达26120W kgS-1。
这款锂硫电池不仅可以应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等设备，而且在快速充放电场景中表现出色。当手机电量低时，使用这款锂硫电池只需几分钟即可充满电；电动汽车也可以在几分钟内完成充电。这种快速充放电特性将极大地方便人类的日常生活。
乔世璋院士团队的研究不仅解决了锂硫电池功率密度低的问题，还为电池领域带来了新的思路和方法。他们的创新性研究在Nature Nanotechnology上发表，引起了广泛关注。未来，他们还将继续探索其他电池体系的快充技术，为电化学能源的储存与转化带来更多的可能性。