背景介绍

锌负极枝晶的形成会降低器件的库伦效率，刺穿隔膜造成器件短路。此外，枝晶容易从电极上脱落形成“死锌”，降低器件的可逆性和能量效率。因此，解决枝晶问题对于锌基储能器件未来的实际应用具有至关重要的意义。目前，不同策略已用于构筑高可逆性的锌负极，包括结构设计、电解质优化、涂层保护等。这些优化手段通常涉及复杂且耗时的集流体生产过程，昂贵且有毒的电解质添加剂，或在保护层中引入非活性材料，增加了化学和电池设计的复杂性。因此，迫切需要开发一种安全、快速、环保的方法，在不增加锌箔重量的前提下获得高性能的锌负极。

成果简介

郑州大学臧双全教授和清华大学曲良体教授开发一种生物抛光方法来制备无枝晶的锌负极。整个制备过程只需要简单地将锌箔浸入生物相容性的半胱氨酸水溶液中。巯基刻蚀30分钟形成的沟壑结构不仅增加了锌电极的电活性面积，而且调节了电场和锌离子的分布，确保锌离子的均匀沉积和溶出。除半胱氨酸外，其他含巯基的物质也可以用于抛光锌电极，提高其寿命，降低其电压极化。这项工作表明，生物抛光方法可以作为一种快速、环保和多功能的策略用于构筑高性能锌电极，为锌基储能器件的大规模应用开辟了新的前景。

图文导读

图1半胱氨酸抛光锌电极的制备过程及表征。

图2半胱氨酸抛光锌电极的电化学性能表征及循环后表面形貌表征。

图3锌离子沉积前后（a-c）原始电极和（d-f）半胱氨酸抛光电极的光学显微镜表征。

图4电极表面静电场和离子浓度分布模拟以及锌离子在原始电极和半胱氨酸抛光电极上的沉积示意图。

图5巯基作用的讨论。

图6巯基刻蚀条件的优化及普适性研究。

作者简介

臧双全教授，国家杰出青年基金获得者，第十批河南省优秀专家，郑州大学二级教授，博士生导师，宝钢优秀教师，河南省特聘教授，获河南省自然科学一等奖。现任郑州大学化学学院主持工作副院长，绿色催化中心主持工作副主任。担任中国化学会分子聚集发光专业委员会副主任委员、中国化学会分子筛专业委员会委员、中国化学会晶体化学专业委员会委员、河南省化学学会第十届理事会常务理事、《CrystalGrowthDesign》TopicEditor（-）、《无机化学学报》编委、《中国化学》和《结构化学》青年编委。主要研究方向是金属簇化学和金属有机框架材料。主持包括国家杰出青年基金、面上项目等多项国家级和省部级重要科研项目。在包括Nat.Chem.，Natl.Sci.Rev.，Sci.Adv.，Nat.Commun.，JACS(11篇)，Angew.Chem.(14篇)，Adv.Mater.（5篇），Chem.Soc.Rev.（3篇）等期刊发表论文余篇等。所有发表论文被引用超过次。参与撰写3部英文专著。

文章信息

GuoqiangSun,MengqiZhou,Xi-YanDong,Shuang-QuanZang*LiangtiQu*.AnefficientandversatilebiopolishingstrategytoconstructhighperformancezincanodeNanoResearch

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