最新!西北大学Liu, Xiaojie2024年第4篇SCI
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Advanced Energy Materials
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Enabling and Boosting Preferential Epitaxial Zinc Growth via Multi-Interface Regulation for Stable and Dendrite-Free Zinc Metal Batteries
Wang Y.; Ren T.; Wang Z.; Liu C.; Zhang Y.; Xu A.; Chen C.; Bai J.; Wang H.; Liu X.
Published：2024-01-01
DOI：10.1002/aenm.202400613
研究背景
在当今社会，我们对电池技术的需求日益增长，但锌金属电池面临着一个严重问题：锌枝晶生长和电解液界面的副反应导致了循环寿命短和可逆性不佳。这些问题一直困扰着科学家们，如何解决这一难题成为当前研究领域的重要课题。
研究内容
一项名为《Enabling and Boosting Preferential Epitaxial Zinc Growth via Multi-Interface Regulation for Stable and Dendrite-Free Zinc Metal Batteries》的研究在《Advanced Energy Materials》期刊上发表。研究通过设计具有高锌亲和性和疏水性质的Sn修饰的Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> MXene（简称Sn-MXene）多功能界面，成功实现了无枝晶锌沉积。实验结果和理论计算表明，Sn纳米颗粒可以诱导出具有高Zn<sup>2+</sup>吸附性的表面，而Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> MXene显著降低了Zn（002）面的表面能，引导着锌在电镀过程中沿着（002）面优先定向生长。此外，保护性界面的疏水性质可以调节Zn离子的溶剂化结构，减轻H<sub>2</sub>O分解引起的副反应，确保稳定的Zn<sup>2+</sup>流量。最终，通过Sn-MXene层，研究团队成功实现了无副反应和无枝晶的锌阳极，其寿命优异，进一步作为全电池（Sn-MXene-Zn//α-MnO<sub>2</sub>）的阳极，在1Ag<sup>–1</sup>下循环800多次，容量保持率高达96%。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过多界面调控实现了稳定无枝晶的锌金属电池，为电池技术的发展带来了新的启示。这一突破性成果不仅提升了电池的循环寿命和可靠性，还为更持久、高效的能源储存方案打开了新的可能性。这对于推动清洁能源技术的发展具有重要意义。
希望通过这篇文章，让大家更加了解这一重要的研究成果，为我们未来的能源技术发展指明了一条新的道路。
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