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鋅基儲能器件內部的關鍵問題在于復雜的界面化學反應容易導致鋅金屬負極部分失效，從而導致枝晶、腐蝕和副產物問題。解決上述問題對于進一步研究鋅基器件和深入了解其內在機制具有重要意義。

在此，中山大學崔國峰副教授等人報道采用芳香醛作為傳統ZnSO₄電解液中的添加劑，在穩定鋅負極方面取得了很好的效果。以最常見的芳香醛之一藜蘆醛為例，探索了抑制鋅枝晶/副產物生長的獨特機制。結合各種電化學測量和DFT計算，可以推斷藜蘆醛比H₂O和Zn²⁺更容易吸附在Zn表面，從而抑制了Zn負極界面周圍的活性H₂O分子分解和不受控制的Zn²⁺沉積。

此外，藜蘆醛分子的氧化還原電位低于鋅電鍍/剝離電位，這有效地穩定了鋅沉積層的初始成核過程，并通過競爭過程進一步限制了副反應，包括 HER、腐蝕和死鋅金屬的增加。宏觀有限元模擬表明，藜蘆醛的吸收能夠削弱枝晶尖端的電場強度，從而形成平坦鍍層。

圖1. 不同電解液下鍍鋅/剝離的形貌和成分表征比較

作為概念證明，具有藜蘆醛添加劑的Zn-Zn對稱電池在1 mA cm^-2 /1 mAh cm^-2條件下實現了3200 h的優異循環壽命，甚至在5 mA cm^-2/5 mAh cm^-2條件下也實現了超過800 h的循環壽命。此外，使用ZnSO₄-藜蘆醛電解液的Zn-Ti電池表現出優異的CE（超過97%，＞200次循環），明顯比純ZnSO₄系統更穩定。且Zn-MnO₂全電池也表現出更好的循環穩定性，表明藜蘆醛在穩定鋅負極和電池實用性方面具有出色的作用。

最后，作者選擇了另外兩種芳香醛（茴香醛和香草醛），以證明芳香醛作為鋅離子電池中穩定鋅負極的添加劑的普遍性。該研究表明芳香醛基添加劑可能是未來電解液工程設計和實現各種鋅基儲能設備商業應用的有吸引力的途徑。

圖2. Zn-Zn、Zn-Ti和Zn-MnO₂電池在不同電解液環境下的性能比較

Manipulating Interfacial Stability Via Absorption-Competition Mechanism for Long-Lifespan Zn Anode, Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00777-2

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中大崔國峰NML: 電解液加點芳香醛，抑制鋅金屬和副反應！

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