黄玉代2024年最新EES论文：石墨烯的剪切流诱导取向使（002）纹理锌金属阳极具有高可逆性的最接近堆积晶体学
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Energy and Environmental Sciences
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Shear-flow induced alignment of graphene enables the closest packing crystallography of the (002) textured zinc metal anode with high reversibility
Xi M.; Liu Z.; Wang W.; Qi Z.; Sheng R.; Ding J.; Huang Y.; Guo Z.
Published：2024-01-01
DOI：10.1039/d3ee04360f
研究背景
当谈及电池技术，我们经常会关注可再生能源、环境友好性和能源储存效率等问题。然而，当前锌基电池领域存在着一些挑战，如锌沉积模式、电镀/剥离可逆性、氢析出反应和腐蚀等。这些问题影响着电池的性能和稳定性。如何解决这些挑战，提高锌金属的利用率，一直是科学家们关注的焦点。
研究内容
一项最新研究发现，通过剪切流诱导，可以使石墨烯实现定向排列，从而实现锌金属(002)结构的最紧密堆积晶体学。研究表明，锌金属的(002)晶面不仅有利于锌的电镀/剥离可逆性和抑制树枝状结构的生成，还可以抑制氢析出反应和碱性腐蚀。在实验中，使用了米级规模的石墨烯修饰铜集流体(Cu@G)，成功锁定了锌沉积的晶格方向，实现了(002)结构的锌金属阴极最紧密堆积晶体学。电化学测试结果显示，Cu@G集流体表现出优异的电镀/剥离可逆性和超高的累积电镀容量。此外，锌离子超级电容器(ZHSs)和锌离子电池(ZIBs)也展现出卓越的性能。
研究意义
这项研究为提高锌金属的利用率和设计锌基电池提供了新的可能性。通过创新设计，可以实现零过量锌的无阴极设计，同时保持电池的稳定性和高能量密度。这项工作有望在能源储存系统中推动锌基电池的应用，为未来能源领域的发展提供重要支持。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解锌金属在电池领域的最新研究进展！如果有任何疑问或想了解更多信息，欢迎留言讨论。
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