# Безгалогенный водный электролит дал четырёхэлектронную конверсию иода в батареях Zn–I2 и Al–I2

- Опубликовано: 2026-11-13 07:53 UTC
- Раздел: Тяга и энергия › Батареи
- Теги: четырёхэлектронная конверсия иода, безгалогенный электролит, водные металл-иодные батареи, батарея Zn–I2, батарея Al–I2, космотропный анион, полярный анион, галогенная связь Nuc–I+–Nuc, электролит с мочевиной, водное накопление энергии
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-8662012ef9bd97dd08d18ff2_bezgalogennyy_vodnyy_elektrolit/

**Авторы сообщили о безгалогенном водном электролите для обратимой четырёхэлектронной конверсии иода в ячейках Zn–I2 и Al–I2 без концентрированных коррозионных хлоридов и бромидов.**

![Halogen-free aqueous electrolyte enables four-electron iodine conversion in Zn–I2 and Al–I2 batteries](https://realtech.media/media/2026/11/3c5ee5aae12f8384.png)
*Nature*

Исследователи описали электролитную схему, которая делает четырёхэлектронную конверсию иода обратимой в водных металл-иодных батареях без галогенсодержащих солей, сообщает Nature. Авторы проверили её в водных батареях Zn–I2 и Al–I2. Электрохимические измерения выполнены в монетных ячейках Zn–I2 с загрузкой иода 2,2 мг см−2 [1].

## Почему четырёхэлектронная химия иода трудна в воде

Обычная двухэлектронная пара I−/I0 имеет теоретическую ёмкость 211 мА·ч г−1 при 0,54 В относительно стандартного водородного электрода. Добавление стадии I0/I+ удваивает теоретическую ёмкость до 422 мА·ч г−1 и вводит второй процесс при 1,07 В [1].

Трудность в том, что катион I+ сильно электрофилен и атакуется водой, что приводит к гидролизу и плохой обратимости. Прежние работы стабилизировали I+ в виде интергалогенных комплексов, например ICl2 или IBr2, в высококонцентрированных электролитах с хлоридами или бромидами. Авторы отмечают, что большое содержание соли и коррозионность таких электролитов ограничивают их применение [1].

## Схема «космотропный анион — полярный анион — нуклеофил»

Предложенная схема объединяет три компонента: космотропный анион (KA), полярный анион (PA) и нуклеофильную частицу (Nuc). По данным авторов, полярные анионы создают на границе обеднённый водой слой, обогащённый анионами. Космотропные анионы ослабляют водородные связи между Nuc и водой, и больше Nuc остаётся доступным для стабилизации I+ линейными галогенными связями Nuc–I+–Nuc [1].

Галогенные связи подтверждены контрольными опытами без Nuc, спектроскопией ядерного магнитного резонанса и теоретическими расчётами. Схема продемонстрирована на четырёх безгалогенных нуклеофилах: мочевине, ацетамиде, пиридине и никотинамиде [1].

С мочевиной в качестве нуклеофила электролит KA показал только процесс I−/I0. Электролит PA допускал и окисление I0/I+, но с плохой обратимостью. Избыточную ёмкость на втором зарядном плато объяснили необратимым окислением иода вместе с побочным окислением воды. Сочетание KA и PA дало два обратимых редокс-пика и соответствующие плато заряда и разряда, что авторы описывают как синергетический эффект. Циклическую вольтамперометрию проводили при 0,6 мВ с−1, гальваностатический заряд–разряд — при 1 А г−1 [1].

Авторы представляют работу как переход от интергалогенной стабилизации к безгалогенной электролитной химии для обратимой многоэлектронной конверсии иода в водной среде [1].

## Источники

1. [Nature](https://doi.org/10.1038/s41586-026-11282-0)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-8662012ef9bd97dd08d18ff2_bezgalogennyy_vodnyy_elektrolit/