​梁汉锋/朱运培Nano Letters：具有选择性 Zn2+/H+结合的AgxZny保护涂层可实现可逆锌负极

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​梁汉锋/朱运培Nano Letters：具有选择性 Zn2+/H+结合的AgxZny保护涂层可实现可逆锌负极
锌(Zn)金属负极在经典的水系电解质中会发生枝晶生长和析氢反应(HER)，这严重限制了其使用寿命。
​梁汉锋/朱运培Nano Letters：具有选择性 Zn2+/H+结合的AgxZny保护涂层可实现可逆锌负极
在此，厦门大学梁汉锋副教授&阿卜杜拉国王科技大学朱运培团队等人合理设计AgxZny保护涂层，选择性结合Zn2+而不是H+，以同时调节Zn生长模式和HER动力学。具体而言，通过调整AgxZny涂层的成分，可以将Zn沉积行为从传统的电镀/剥离(在Zn-AgZn3镀层上)调整到合金化/脱合金化(在Ag-AgZn镀层上)，从而精确控制Zn的生长模式。此外，Ag和Zn的协同作用进一步抑制了竞争性HER。
​梁汉锋/朱运培Nano Letters：具有选择性 Zn2+/H+结合的AgxZny保护涂层可实现可逆锌负极
图1. 基于AgxZny保护涂层的电化学性能
总之，本文提出通过合理利用合金化/脱合金反应设计AgxZny保护涂层增强锌负极的可逆性。具体来说，该工作使用具有可控微观结构和成分的磁控溅射银基涂层对锌负极进行了改性。研究发现Ag-AgZn涂层可以通过循环过程中的可逆合金化/脱合金过程有效抑制Zn枝晶生长和HER。因此，Ag-AgZn@Zn对称电池在1 mA/mAh cm-2下具有超过2100小时的长循环寿命。
此外，使用MnO2和MVO正极的全电池表现较高的稳定性。因此，本文的合金化策略可以同时调节副反应和镀锌/剥离的动力学，为实现高性能和可持续的水系锌电池以及多价金属离子电池提供了新策略。
​梁汉锋/朱运培Nano Letters：具有选择性 Zn2+/H+结合的AgxZny保护涂层可实现可逆锌负极
图2. Zn-AgZn3@Zn的作用机制
AgxZny Protective Coatings with Selective Zn2+/H+ Binding Enable Reversible Zn Anodes, Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01706

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