金屬鋅作為一種有前途的可充電水系電池的負極，在電網規模的能源儲存中得到了巨大的關注。然而，不可控的枝晶生長和表面寄生反應極大地延緩了其應用。

在此，西北工業大學王建淦教授團隊通過現場化學配位法在鋅負極表面無縫構建了一種多功能的MOF界面。

具有獨特的三維開放框架的親鋅MOF界面相通過快速轉移動力學、促進脫溶能力和均勻的電極-電解質界面電場分布重新分配Zn²⁺通量，進而誘導均勻穩定的Zn沉積。此外，致密的界面可以作為鎧裝層來抑制副產物和負極表面死鋅的產生。

圖1. MOF@Zn電極上的Zn²⁺作用機制

研究表明，具有3D開放框架結構的協調MOF界面可以作為高度親鋅介質和離子篩，協同誘導均勻且快速的Zn成核/沉積。此外，無縫界面的界面屏蔽顯著抑制了表面腐蝕和析氫實現了超穩定的鋅電鍍/剝離。

具體而言，在1000次循環后庫侖效率可達99.2%，在10 mA cm^-2下壽命延長到1100小時，累積電鍍容量高達5.5 Ah cm^-2。此外，改性鋅負極保證了基于MnO₂的全電池超過1500次循環的超長壽命。

因此，該工作可為設計高效的MOF中間相提供見解，使其能夠走向超穩定的鋅水電池群體。

圖2. MOF@Zn||MnO₂全電池的電化學性能

A Seamless Metal–Organic Framework Interphase with Boosted Zn²⁺?Flux and Deposition Kinetics for Long-Living Rechargeable Zn Batteries, Nano Letters 2023 DOI：10.1021/acs.nanolett.2c04410