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不受控制的鋅枝晶和不良的副反應（如鋅自腐蝕和析氫反應）仍然是進一步開發水系鋅電池（AZBs）的主要挑戰。

圖1 溶劑化結構及沉積行為的示意圖

中國科學院北京納米能源與系統研究所蒲雄、胡衛國等將大環內酯類抗生素添加到水系電解液中，作為離子載體來調節Zn²⁺的溶劑化結構、調節鋅電沉積和抑制不良寄生反應。阿奇霉素（Azi）是一種代表性的大環內酯類抗生素，它能與鋅離子發生雙齒配位，并將溶劑化結構重塑為[ZnAzi(H₂O)₄]²⁺。得益于此，鋅負極一側的自腐蝕和析氫反應被顯著抑制，在線產氫監測定量證明了這一點。此外，Azi對致密和均勻鋅電沉積的促進作用也得到了證實。

圖2 抑制自腐蝕、HER并促進均勻的Zn沉積

在電解液中加入0.1 m Azi后，Zn-Zn對稱電池在10 mA cm^-2的電流密度和10 mAh cm^-2的面積容量條件下，達到了10 Ah cm^-2的高累積容量。此外，添加Azi添加劑的Zn-V₂O₅全電池還能穩定運行500次循環，容量保持率高達83.5%。更重要的是，相應的 Zn-V₂O₅軟包電池可穩定循環100次，且電池不會產氣。最后，另一種電解質添加劑（羅紅霉素；Rox）的性能證明了大環內酯類抗生素作為AZB中離子載體的普遍性。

圖3 Zn-V₂O₅全電池的性能

Zn Ionophores to Suppress Hydrogen Evolution and Promote Uniform Zn Deposition in Aqueous Zn Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202307595

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納米能源所蒲雄/胡衛國AFM：離子載體添加劑抑制鋅電池中的析氫并促進均勻沉積

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