近日，我校材料科學與工程學院納米材料及先進磨削實驗室青年教師鄭新華博士在國際著名期刊《Advanced Energy Materials》（IF=27.8）發表了題為“Development of Durable Zn–MnO₂ Battery via a Functionalized Hydrogel Film”（Doi: 10.1002/aenm.202400038）研究型論文。該論文的第一作者為我校鄭新華博士，通訊作者為中國科學技術大學陳維教授。

水系鋅電池具有低成本、高安全性、環境友好和長循環壽命等優點，被視為最具潛力的大規模儲能技術之一。然而，鋅負極在水系電解液中存在諸多的副反應，如枝晶生長、析氫（HER）、腐蝕和鈍化等問題，限制了水系鋅電池的發展。鑒于此，作者開發了一種由聚多巴胺（PDA）和聚丙烯酰胺（PAM）交聯的PDAM水凝膠膜，并將其作為鋅負極的保護層。由于PDAM膜與Zn²⁺和H₂O之間具有強相互作用，能夠形成PDAM-Zn²⁺-5H₂O的溶劑化結構，從而易于脫溶劑化并引導均勻的鋅沉積。此外，PDAM-Zn²⁺-5H₂O還能夠對自由水的活性進行一定程度的限制，從而抑制了與水相關的副反應。結果顯示，所構建的PDAM@Zn-MnO2電池在5 mAh/cm²的面積容量下實現了超過1150次的穩定循環，并在10 mAh/cm²的高面積容量展示出優異的循環穩定性。此外，PDAM@Zn-MnO₂軟包電池在80 mAh容量下可穩定使用近220次（~1750 h）。

論文節選

《Advanced Energy Materials》作為頂級材料科學期刊，致力于報道能源材料領域的突破性研究。該成果的發表將助力于我?！半p一流”創建，提升我校相關學科在國際上的學術影響力和知名度。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202400038