近日，我校省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室杨应奎教授团队以“Engineering hosts for Zn anode in aqueous Zn-ion batteries”为题，在国际TOP期刊Energy & Environmental Science上发表高水平论文（链接：https://doi.org/10.1039/D3EE03584K）。武汉纺织大学为论文第一署名单位，国家重点实验室朱云海教授为该论文第一作者、杨应奎教授为通讯作者，香港城市大学支春义教授、中科院深圳先进技术研究院梁国进副研究员为共同通讯作者。
水系锌离子电池作为一种新兴的储能技术，具有安全性高、价格低廉、能量密度高、环境友好、易制造等优点，在规模化储能等领域具有良好的应用前景。然而，水系电解质中锌沉积的动力学较快，沉积的金属锌通常呈现疏松、不均匀的特点，在深度放电时疏松的金属锌易脱落，变成“死锌”，最终造成金属锌负极的实际利用率较低。此外，在微酸性电解液中，析氢和自发的锌腐蚀会进一步降低锌负极得库伦效率和能量效率（图1），造成水系锌离子电池循环寿命短、能量密度低等问题。
图1. 水系锌离子电池面临挑战
针对以上问题，杨应奎教授等提出了宿主设计的新思想（图2）。利用亲锌的三维结构调控金属锌的沉积/溶解行为，抑制枝晶生长；利用功能化界面选择性传导锌离子并屏蔽水分子，抑制腐蚀和析氢等副反应，最终实现金属锌负极循环寿命、库伦效率以及能量效率的大幅度提高。
图2. 金属锌负极宿主设计思路
第一作者简介：朱云海教授2022年10月加入国家重点实验室，主要从事电化学储能材料与器件系统的研究，聚焦金属负极保护、高性能电解液研制和纤维基电池设计开发。迄今，以第一/通讯作者发表SCI收录论文17篇，包括：1篇Nature子刊（Nature Reviews Chemistry，IF 36.3）、4篇Cell姊妹刊（2篇Joule，IF 39.8；1篇Chem，IF 23.5；1篇Matter，IF 18.9）、2篇Advanced Materials（IF 29.4）、2篇Angewandte Chemie International Edition（IF 16.6）、2篇Energy & Environment Science（IF 32.5）、1篇ACS Nano（IF 17.1）、1篇Electrochemical Energy Reviews（IF 31.3）等，ESI高被引/热点论文4篇。2019年12月博士毕业以来，主持国家自然科学基金、中国博士后基金，作为研究骨干参与国家重点研发计划；入选湖北省楚天学者计划、武汉英才计划，获吉林省优秀博士学位论文；应邀担任Battery Energy、EcoEnergy、Nano Material Science等期刊青年编委。
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