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本網(wǎng)訊（化學(xué)化工學(xué)院）近日，我校化學(xué)化工學(xué)院陳義旺教授和談利承教授團(tuán)隊(duì)在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域取得新進(jìn)展，創(chuàng)新性地提出“貧水雙電層協(xié)同界面工程”的創(chuàng)新理念，有效解決水系鋅離子電池界面失效關(guān)鍵科學(xué)問題，該研究成果以“Water-shielding electric double layer and stable interphase engineering for durable aqueous zinc-ion batteries”為題發(fā)表于國際權(quán)威期刊Nature Communications，論文第一作者為化學(xué)化工學(xué)院彭鐘有助理研究員，陳義旺教授和談利承教授為共同通訊作者，南昌大學(xué)為第一署名單位和通訊單位。

水系鋅離子電池憑借鋅金屬電極高理論容量、低電化學(xué)電位、資源豐富及低成本等優(yōu)勢，成為大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域極具競爭力的技術(shù)方案。然而，其商業(yè)化進(jìn)程受限于界面問題：鋅枝晶不可控生長、化學(xué)腐蝕、析氫反應(yīng)及低鋅利用率，導(dǎo)致庫侖效率和循環(huán)壽命難以達(dá)到工業(yè)基準(zhǔn)。針對(duì)水系鋅離子電池界面失效這一關(guān)鍵科學(xué)問題，該研究首次提出“貧水雙電層協(xié)同界面工程”的創(chuàng)新理念，提出微量聚山梨酯電解液添加劑調(diào)控策略，系統(tǒng)揭示了聚山梨酯分子通過化學(xué)吸附形成定向排布界面層的微觀機(jī)制，同時(shí)誘導(dǎo)形成有機(jī)－無機(jī)雜化固體電解質(zhì)界面。這種協(xié)同調(diào)控策略實(shí)現(xiàn)了鋅電極在40 mA cm-2工業(yè)級(jí)電流密度下450小時(shí)的超長穩(wěn)定循環(huán)，突破了該領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，為解決鋅枝晶無序生長和析氫副反應(yīng)等商業(yè)化難題提供了全新的解決方案，創(chuàng)造了該領(lǐng)域的新紀(jì)錄。該研究提出了界面水活性因子模型，闡明雙電層水分子氫鍵網(wǎng)絡(luò)與副反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的構(gòu)效關(guān)系，為高安全、低成本儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。

該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、國家資助博士后研究人員計(jì)劃及中國博士后科學(xué)面上基金的大力資助。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-59830-y

審核：許航、涂金鳳、朱文芳、陳小赤