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沈阳化工大学周明东教授团队AFM:低成本微量生物质基添加剂协同调控电极界面,构筑长效稳定锌阳极

编辑:田甜 日期:2026-08-05

随着全球向低碳能源模式转型,大规模储能系统已成为高效整合可再生能源的关键推动力。在各种储能技术中,水系锌离子电池因其固有的安全性、低成本和环境友好性而成为极具吸引力的候选技术。然而,锌阳极上一种持续且自加速的失效机制严重阻碍了AZIBs的实际应用。在众多解决办法中,电解质工程已被广泛认为是解决这一挑战的最直接和有效的方法之一。其中,制备简单、成本可控的电解质添加剂策略受到了广泛关注。然而,目前的大多数添加剂有毒且难以降解,具有一定的生物安全和生态风险。因此,亟需寻找一种绿色可再生且兼具多功能调控的电解液添加剂来扼制锌阳极上枝晶、副反应、析氢、腐蚀相耦合的恶性循环。

本工作引入一种源自鱼类废弃物的低成本生物衍生材料-水解鱼胶原蛋白(HFC)作为电解液添加剂,该物质仅需微量添加(0.5 g L-1)便可通过羰基氧和吡咯氮与Zn2+的双齿螯合作用调控溶剂化结构。同时,重构氢键网络,有效缓解PH波动。此外,还通过极性基团与电极表面的化学键合稳定界面。因此,Zn||Zn电池在1 mA cm-2/1 mAh cm-2的电流密度下可稳定运行2800小时。值得注意的是,即使经过一个月的静态存放,该对称电池仍能保持超过3800小时的稳定循环。本研究为设计基于生物分子的电解液添加剂提供了一种绿色且有效的调控策略。

. 使用ZSO+HFC电解液调节锌阳极的设计策略

2026720日,相关研究以“One Month Static Storage Tolerant Zn Anodes with 3800 Hour Cycling Enabled by a Bio-Derived Bidentate Chelation Additive through Solvation Sheath Reconstruction and Interfacial Regulation”为题,发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。文章第一作者是沈阳化工大学硕士生周依灵,通讯作者是沈阳化工大学宫哲讲师、周明东教授哈尔滨工程大学朱凯副教授。