近日，华北电力大学能源电力创新研究院刘建国、左自成教授团队在国际顶级化学期刊Angewandte Chemie International Edition 2026年第65卷发表了题为“Visualizing and Understanding the Reaction-Coupled Ion Grotthuss Transport in Single-Crystal Organic Battery”的重要研究论文，首次实现有机单晶电极内锂/钠离子动态扩散过程的直接可视化，突破了通用测试技术无法示踪离子动态迁移过程的瓶颈，揭示了有机电极材料反应耦合的格罗特斯（Grotthuss）型离子输运机制，遵循Fick第一定律输运规律。研究团队发展的方法为更直观深入理解有机电极材料充放电反应机制创造了条件，具有很好的普适性，研究结果为高性能有机电池电极的设计与开发提供了关键的理论指导和技术支撑。

离子在有机电极中的扩散路径、动态扩散过程和扩散机制一直是有机电极材料领域研究的盲点，制约着研究人员对有机电极材料电化学反应机制的深入理解。结合有机电极光学性质的电化学响应特性，为实现离子扩散过程的实时追踪，团队设计了原位电化学反应装置，结合光学显微镜、荧光显微镜、激光扫描共聚焦显微镜等多种技术，成功捕获了有机单晶内Li⁺/Na⁺嵌入/脱出的动态过程，揭示了离子输运路径的晶面依耐性，明确了反应耦合的离子输运核心机制。电子顺磁共振结合两探电导测试方法证明了反应生成的自由基增强了电极材料的导电性，成功解释了大颗粒有机电极获得超高倍率性能（200 C）的原因，打破了有机材料导电性弱、难以实现快速充放电的传统认知。

研究团队依托华北电力大学能源电力创新研究院、国家储能技术产教融合创新平台，面向碳中和背景下绿色氢能和电化学储能的国家重大战略需求，在高性能电解水、燃料电池用离子交换膜和新型锂/钠电池材料开发方面开展研究工作。近年来在Nat. Comm.、Angew. Chem,、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.等国际顶级期刊发表系列高水平学术成果。

初审：左自成

复审：薛晓州

审核：徐 超

责任编辑：陈昀睿