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堿性電解液中的CO₂中毒是影響鋅-空氣電池能效和壽命的關鍵問題。然而，很少有人探索解決這一問題的策略，因為阻止來自外部大氣的CO₂具有挑戰性。

蘇州大學嚴鋒、東華大學聞瑾等人報道了一種用于鋅-空氣電池的耐CO₂柔性準固態電解質（PVA-TMG），該電解質通過CO₂以側-OCO₂-基團的形式電離，可將CO₂預固定在聚乙烯醇（PVA）上。

由于-OCO₂-基團可以與Zn²⁺發生強烈的相互作用，CO₂的預固定可以實現優異的CO₂耐受性，并減輕Zn枝晶和ZnO沉積。此外，PVA-TMG比原始PVA具有更高的離子導電性和更好的保水性能。

圖1 PVA-TMG水凝膠電解質的表征

因此，制備的鋅-空氣電池在空氣和富含CO₂的大氣中都具有優異的性能。優化后的PVA-TMG在CO₂體積分數為22.7%的大氣中的循環壽命是原始PVA的12倍。作者預計這種準固態電解質制備策略將為將CO₂固定與儲能技術相結合提供創新途徑。

圖2 PVA-TMG水凝膠電解質的電化學性能

CO2 Ionized Poly(vinyl alcohol) Electrolyte for CO2-Tolerant Zn-Air Batteries. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102047

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