- 据最新网络舆情数据显示，清华大学深圳国际研究生院的副教授周光敏及其团队近期取得了重要的科研突破。他们采用“分子积木”的设计理念，结合量子化学与机器学习技术，成功研发出高比能锂硫电池的相关成果，并已在《自然》期刊上在线发表。

据了解，常规锂离子电池的能量密度已接近其理论上限，锂硫电池凭借其优越的理论能量密度，成为无人机长续航与低空经济发展的重要候选技术之一。目前，锂硫电池的产业化面临硫转化路径复杂、反应动力学缓慢等一系列挑战。传统的分子设计方法依赖经验试错，不仅效率低下，还难以总结出有效规律。周光敏团队打破了这一传统模式，提出了硫电化学“预分子介体”的全新概念，建立了“量子化学+机器学习”驱动的智能分子骨架编程方案。

• 在研究过程中，科研团队如同搭积木一般，
• 定向设计功能分子。首先，
• 通过量子化学计算明确分子“积木”的理化特性，
• 随后利用机器学习从196种分子组合中筛选出最佳方案，
• 最终确定4-三氟甲基-2-氯嘧啶作为高性能的预分子介体。
• 该材料作为“待激活”分子前体，
• 能够在电池反应现场被多硫化物原位激活，
• 转化为活性分子，从而重塑硫的转化路径，
• 并显著加快反应动力学。

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实验结果显示，该预分子介体能够使电池的电荷转移阻抗降低75%，基于此研发的锂硫电池的能量密度显著提升，有效延长了无人机的续航时间。这一创新不仅克服了锂硫电池的核心技术瓶颈，更为低空经济、新能源储能等领域的发展注入了新的动力，同时为下一代高比能电池的设计和开发提供了全新的思路与技术路径。

（清华大学供图）