化材学院郭强在Energy&EnvironmentalScience发表研究成果

近日，化学与材料科学学院教师郭强联合中国科学院力学研究所副研究员刘峰、广东工业大学副教授叶明晖在国际顶级期刊Energy & Environmental Science上在线发表研究论文Preferentially adsorbed layer on the Zn surface manipulating ion distribution for stable Zn metal anodes。浙师大为该论文的第一通讯作者单位，郭强为第一作者兼通讯作者，刘峰副、叶明晖为共同通讯作者。Energy & Environmental Science由英国皇家化学学会（RSC）出版社主办，在国际上享誉盛名，是能源与环境科学领域的顶级刊物，2023年影响因子32.5。

作为最有前途的电网规模储能系统之一，水系锌金属电池受到腐蚀、界面副反应和枝晶生长等问题的困扰，导致锌负极局部pH值升高和副产物形成，从而导致锌电极的库伦效率（CE）和循环寿命恶化。

针对这一挑战，该工作通过引入双功能电解质添加剂丁内酰胺（BA），通过在 Zn 表面构建优先吸附层并改变 Zn2+ 的溶剂化结构，来确保均匀的离子传输。 实验结果、DFT计算和理论模拟表明，持续的水消耗和枝晶生长问题得到了有效解决，并实现了高度可逆的镀/剥锌。 凭借这种双功能添加剂，对称电池可在 0.5 mA cm-2 下提供 6200 小时、1 mA cm-2 下 3900 小时、2 mA cm-2 下 2000 小时和 10 mA cm-2 下 800 小时的长期稳定性。即使在 80 mA cm-2 的高电流密度下，对称电池也能稳定循环超过 1000 圈。 与基准电解液相比，BA 基电解液保留了优异的锌电镀/剥离性能，并提高了库仑效率。 组装的 Zn-V2O5 和 Zn-I2 全电池显示出增强的倍率性能和循环稳定性。

郭强2022年加入浙江师范大学付大伟教授团队，研究方向专注于新型清洁能源材料和铁电材料的研究，涉及新型二维材料（硅烯、硅氧烯、锗烯等）的制备及应用、各种离子电池（常规电池、柔性电池和微电池）、电容器（常规电容器、柔性电容器和微电容器）、光热产水、铁电材料的制备。以第一/通讯作者共发表论文20余篇，包括Energy & Environmental Science、ACS Energy Lett.、ACS Nano、ACS Materials Lett.、CCS Chem.、Carbon Energy等国际著名期刊。

研究成果得到了国家自然科学基金和浙江师范大学等经费资助。

编辑：盛灿灿

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