近日，福建农林大学袁占辉教授团队在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（德国应用化学）在线发表了题为“Biomass-Derived Ion-Selective Binder Modulates Zn2+ Solvation Enabling High-Capacity Cathodes in Aqueous Zinc Batteries”（生物质衍生离子选择性粘结剂调控Zn2+溶剂化结构构建水系锌电池高容量正极）的研究论文。该团队一直从事生物质水系锌电池的研究，主要聚焦电池隔膜设计（Energy Environ. Sci., 2025, 18, 5457;Mater. Horiz., 2025, 12, 6252;Adv. Compos. Hybrid. Mater., 2025, 8, 217; 中国造纸学报, 2025, 40，151-160）、锌负极保护涂层（Chem. Eng. J., 2026, 527, 172018）和正极材料（Nano Lett., 2025, https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c05008）设计研究并取得了系列进展。

基于前期工作，该团队提出了一种新型ι-卡拉胶粘结剂用于加工二次水系金属电池电极，起到粘合电极活性物质、导电剂和集流体的作用。传统电池粘结剂（如聚偏氟乙烯）像一层“防水塑料膜”，导致电解液难以充分浸润电极材料，拖慢电池反应速度，造成电池容量降低等问题。研究团队创新性地以天然海藻中提取ι-卡拉胶（常见于冰淇淋、果冻的食品添加剂）作为粘合剂。这种绿色材料能够快速吸附电解液并均匀传递至电极每个角落，大幅提升材料利用率。对比传统聚偏氟乙烯粘结剂，使用卡拉胶粘合剂的电池容量飙升76%。此外，卡拉胶可生物降解，使得电极加工/回收过程不涉及有毒溶或者有机溶剂，显著降低污染，为新型二次金属电池贴上“绿色标签”。上述研究论文的发表是袁占辉教授团队在生物质水系电池材料基础研究方面取得的又一重要成果。

图1.卡拉胶粘结的设计原理与PVDF粘结剂的比较。

福建农林大学为论文第一完成与通讯单位，材料工程学院郑加贤博士为第一作者，袁占辉教授、林祥丰副教授、内蒙古农业大学张超群教授、东华大学刘书德研究员为共同通讯作者。该研究得到了福建省青年科技人员育成项目（2025350305），福建省自然科学基金（2025J01574）和福建农林大学仪器分析中心的支持。

论文链接：doi.org/10.1002/anie.202525803

团队网站：acfm.fafu.edu.cn

作者简介

袁占辉，福建农林大学材料学院教授、博导，先进催化及功能材料校级团队的负责人。曾获吉林大学化学系本科和硕士学位，英国纽卡斯尔大学博士学位；入选福建省“百人计划”、福建省高层次人才B类、江苏省“西楚雄英”计划等。主要从事先进二维材料的制备及其在光电、光催、光热、海水淡化、电源、超级电容器和环境等领域的应用研究；片状无机晶体材料在效果颜料的应用及产业化研究；天然高分子材料在生物仿生、智能、胶粘剂等领域的应用研究；无机粉体材料、化学表面处理及天然胶粘剂的产业化研究。在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energ. Environ. Sci.、Acc. Chem. Res.、Adv. Func. Mater.、ACS Nano、ACS Catal.、Nano Energy等国际高水平SCI学术期刊发表论文160余篇，其中约70篇IF>10、15篇IF>20，13篇入选ESI高被引论文。兼任Scientific Reprots、Discover Sustainability、ES Food & Agroforestry、Academia Catalysis、Polymers等学术期刊的编委。

郑加贤，福建农林大学材料工程学院讲师、先进催化及功能材料校级团队骨干。入选福建省高层次人才C类。2024年博士毕业于厦门大学化学化工学院，主要从事水系电池材料、光电催化和海水淡化研究，在Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Energy Environ. Sci., ACS Energy Lett.(2), Nano Lett.(3), ACS Nano, ACS Cata., Adv. Energy Mater.(2), Adv. Funct. Mater., Adv.Sci.(2), Chem. Eng. J.(4), Small(2), Mater. Horiz.(2)等知名期刊上发表SCI论文40余篇，其中ESI高被引论文5篇，热点论文2篇。担任The innovation materials, Engineered science和ES Food & Agroforestry期刊的青年编委。

林祥丰，福建农林大学材料工程学院副教授、先进催化及功能材料校级团队骨干。2022 年于中国科学院大连化学物理研究所取得博士学位。入选福建省高层次人才C类。主要研究方向为木质素光催化高值转化、有机/高分子功能材料的绿色合成及其在能源与环境领域的应用。在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Chem. Eng. J.、ACS Catal.等国际高水平 SCI 期刊发表论文20余篇。

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本期编辑：杨雨瞳

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