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大規模的水系鋅電池（AZBs）儲能具有廣闊的前景，但其實際應用受到了析氫反應（HER）的阻礙，該反應會導致鋅金屬負極的穩定性較差。

圖1 稀鹽水電解液析氫電化學

深圳大學王任衡等對稀鹽水電解液進行線性掃描伏安法測試，發現隨著鹽濃度的降低，HER逐漸被抑制，這與之前的觀點相反。具體而言，這項工作利用多尺度計算和實驗表征的結合，重新確定了稀鹽水電解液中HER的活性水的化學結構。通過比較所有可能的局部水結構的還原活性，證明了HER來源于Zn²⁺-溶劑化的水而不是自由水分子。此外，作者還發現，Zn²⁺可以被認為是HER的促進劑，增加其濃度可以引發更容易去質子化的Zn²⁺-溶劑化水分子的出現，從而加速HER的發生。

圖2 用于識別還原水結構的DFT計算

因此，每個Zn²⁺周圍的Zn²⁺溶劑化水的N(r)，以前被用作定義HER活性的描述符，應該被電解液中Zn²⁺溶劑化水的總和取代。這樣的理解改變了有關HER起源的既定理論。作為預測電解液成分是否能導致惰性水化學的一個非常有洞察力的工具，它還提供了新的見解，指導定制設計合理的電解液系統以建立穩定的AZBs。

圖3 Zn²⁺溶劑化水還原活性的演變及ZnSO₄電解液的結構表征

A Universal Descriptor in Determining H2 Evolution Activity for Dilute Aqueous Zn Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202306952

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