與鋅箔負極相比，鋅粉（Zn-P）負極在通用性和可加工性方面具有顯著優勢。然而，其高表面積的粗糙表面加劇了鋅枝晶的不可控生長和副反應。

在此，揚州大學龐歡團隊通過微流體輔助 3D 打印成功制造了具有由 MXene 和 Cu-THBQ (MXene/Cu-THBQ) 異質結構形成的功能層的防腐 Zn-P 基負極。MXene/Cu-THBQ功能層獨特的抗腐蝕性和對Zn離子的強吸附性，可以在重復鍍/提鋅過程中有效均勻鋅離子通量，抑制析氫反應(HER)，從而實現穩定的Zn循環。

因此，基于 Zn-P 和 MXene/Cu-THBQ 負極的對稱電池在 2 mA cm^?2/1 mAh cm^?2 下表現出 1800 小時的高度可逆循環。此外，與石墨烯上的4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基有機正極相匹配的鋅有機全電池提供了高可逆容量并保持了較長的循環壽命。

圖1. M3DP-MXene/Cu-THBQ/Zn-P//G-TEMPO 全電池性能

總之，該工作提出了一種新型微流體輔助 3D 打印技術，利用 MXene/Cu-THBQ 異質結構創建穩定的 Zn-P負極，用于構建高性能水性有機鋅電池。由于鋅離子在2D MXene/Cu-THBQ功能層異質界面上的強烈吸附，可以同時抑制鋅枝晶的生長、析氫和副反應。

結果顯示，Zn//Zn對稱電池在2 mA cm^-2 /1 mAh cm^-2下表現出1800小時的可逆循環特性。同時，1050 個循環內的鋅電鍍/剝離 CE 高達 99.5%，表明鋅的可逆性顯著增強。更重要的是，與G-TEMPO正極組裝的全鋅有機電池具有1200次循環的長壽命，容量保持率為96.8%。

此外，全鋅有機電池的優異性能展示了其巨大應用潛力。因此，該項研究展示了使用微流控3D打印策略對鋅和功能層之間界面的動態調節，這為鋅金屬負極的有效界面設計和快速制造提供了新的見解。

圖2. 鋅離子電池在實際中的應用

MICROFLUIDIC-assisted 3d Printing Zinc Powder Anode with 2d Conductive MOF/MXene Heterostructures for High-stable Zinc-organic Battery, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202309753