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?梁漢鋒/朱運培Nano Letters：具有選擇性 Zn2+/H+結合的AgxZny保護涂層可實現可逆鋅負極

鋅(Zn)金屬負極在經典的水系電解質中會發生枝晶生長和析氫反應(HER)，這嚴重限制了其使用壽命。

在此，廈門大學梁漢鋒副教授&阿卜杜拉國王科技大學朱運培團隊等人合理設計AgxZny保護涂層，選擇性結合Zn²⁺而不是H⁺，以同時調節Zn生長模式和HER動力學。具體而言，通過調整AgxZny涂層的成分，可以將Zn沉積行為從傳統的電鍍/剝離(在Zn-AgZn₃鍍層上)調整到合金化/脫合金化(在Ag-AgZn鍍層上)，從而精確控制Zn的生長模式。此外，Ag和Zn的協同作用進一步抑制了競爭性HER。

圖1. 基于AgxZny保護涂層的電化學性能

總之，本文提出通過合理利用合金化/脫合金反應設計AgxZny保護涂層增強鋅負極的可逆性。具體來說，該工作使用具有可控微觀結構和成分的磁控濺射銀基涂層對鋅負極進行了改性。研究發現Ag-AgZn涂層可以通過循環過程中的可逆合金化/脫合金過程有效抑制Zn枝晶生長和HER。因此，Ag-AgZn@Zn對稱電池在1 mA/mAh cm^-2下具有超過2100小時的長循環壽命。

此外，使用MnO₂和MVO正極的全電池表現較高的穩定性。因此，本文的合金化策略可以同時調節副反應和鍍鋅/剝離的動力學，為實現高性能和可持續的水系鋅電池以及多價金屬離子電池提供了新策略。

圖2. Zn-AgZn₃@Zn的作用機制

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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?梁漢鋒/朱運培Nano Letters：具有選擇性 Zn2+/H+結合的AgxZny保護涂層可實現可逆鋅負極

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