近日，威尼斯官网材料科学与工程学院纳米材料及先进磨削实验室青年教师郑新华博士在国际著名期刊《Advanced Energy Materials》（IF=27.8）发表了题为“Development of Durable Zn–MnO2 Battery via a Functionalized Hydrogel Film”（Doi: 10.1002/aenm.202400038）研究型论文。该论文的第一作者为威尼斯官网郑新华博士，通讯作者为中国科学技术大学陈维教授。
水系锌电池具有低成本、高安全性、环境友好和长循环寿命等优点，被视为最具潜力的大规模储能技术之一。然而，锌负极在水系电解液中存在诸多的副反应，如枝晶生长、析氢（HER）、腐蚀和钝化等问题，限制了水系锌电池的发展。鉴于此，作者开发了一种由聚多巴胺（PDA）和聚丙烯酰胺（PAM）交联的PDAM水凝胶膜，并将其作为锌负极的保护层。由于PDAM膜与Zn2+和H2O之间具有强相互作用，能够形成PDAM-Zn2+-5H2O的溶剂化结构，从而易于脱溶剂化并引导均匀的锌沉积。此外，PDAM-Zn2+-5H2O还能够对自由水的活性进行一定程度的限制，从而抑制了与水相关的副反应。结果显示，所构建的PDAM@Zn-MnO2电池在5 mAh/cm2的面积容量下实现了超过1150次的稳定循环，并在10 mAh/cm2的高面积容量展示出优异的循环稳定性。此外，PDAM@Zn-MnO2软包电池在80 mAh容量下可稳定使用近220次（~1750 h）。
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《Advanced Energy Materials》作为顶级材料科学期刊，致力于报道能源材料领域的突破性研究。该成果的发表将助力于威尼斯官网“双一流”创建，提升威尼斯官网相关学科在国际上的学术影响力和知名度。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202400038
