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研究概述

在水系鋅電池（AZBs）中，雙電層（EDL）的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致金屬負(fù)極不穩(wěn)定。

基于此，2024年10月31日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所黃長(zhǎng)水研究員在國(guó)際期刊Energy & Environmental Science發(fā)表題為《Weaving electron-rich alkynes: a durable in situ skin for stabilizing zinc anodes》的研究論文。

為了解決這個(gè)問題，研究人員原位構(gòu)建了一個(gè)富電子的噻吩二炔界面相（e-TDYP）作為一種“配位皮膚”來穩(wěn)定鋅負(fù)極的EDL。

e-TDYP的高電子密度有助于與鋅離子的強(qiáng)相互作用，使鋅離子在負(fù)極表面高效傳輸和沉積。

e-TDYP的共軛噻吩和環(huán)二炔基團(tuán)重構(gòu)了EDL，同時(shí)在長(zhǎng)期循環(huán)中保持結(jié)構(gòu)完整性和性能。

通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)噻吩基團(tuán)和可轉(zhuǎn)換的炔鍵，e-TDYP改性的鋅負(fù)極在5 mA cm^-2/5 mAh cm^-2下實(shí)現(xiàn)了低極化電壓和超過1000小時(shí)的長(zhǎng)期可逆沉積/剝離，具有較高的放電深度（DOD）。

密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，Zn離子優(yōu)先通過環(huán)二炔中心的錨定位點(diǎn)，以較低的能壘遷移。

全電池測(cè)試表明，在2 A g^?1下6000次循環(huán)后具有出色的容量保持率。

這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了通過EDL調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)電極設(shè)計(jì)的重要性，有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鋅負(fù)極。

圖文解讀

圖1：e-TDYP@Zn的構(gòu)建和作用機(jī)理

圖2：e-TDYP對(duì)Zn負(fù)極電化學(xué)性能的影響

圖3：e-TDYP@Zn全電池性能測(cè)試結(jié)果

文獻(xiàn)信息

Weaving electron-rich alkynes: a durable in situ skin for stabilizing zinc anodes,?Energy & Environmental Science,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/02/8ee6088e6e/

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