材料学部张朝峰教授团队在水系锌-卤素电池方面取得系列进展

本网讯（物质科学与信息技术研究院）水性锌溴/碘电池因其高能量密度、固有的安全优势和潜在的成本效益而成为电网规模储能的有前途的候选者。然而，它们的实际应用受到锌阳极问题的阻碍，例如枝晶形成和寄生析氢反应（HER），以及多卤化物穿梭导致锌负极腐蚀。基于此，我校物质科学与信息技术研究院张朝峰教授团队与合作者报道了一种原位电聚合共价三嗪骨架（EP-CTF），它同时稳定了锌阳极并抑制了多卤化物的迁移，从而提高电池长期运行的循环性能和容量保持。

图1. 三嗪骨架调控锌离子沉积示意图

相关研究成果以“Interfacial Triazine Chemistry Modulates Zn Deposition and Suppresses Shuttle Effect for Durable Aqueous Zinc Bromine/Iodine Batteries over a Wide-Temperature-Range”为题发表在材料领域国际知名期刊Energy Storage Materials上。物科院博士研究生熊鹏，马权伟为共同第一作者，张朝峰教授、博士后王睿，澳大利亚阿德莱德大学张仕林研究员为共同通讯作者，我校为第一通讯单位。

此外，基于两电子I₂/I⁻氧化还原途径的锌碘电池（2eZIBs）已取得显著进展，但其有限的能量密度阻碍了实际应用。激活高价碘物种（特别是I⁺/I₂氧化还原化学）的额外可逆转化反应可实现碘的四电子I⁺/I₂/I⁻（4eZIBs）转化，从而将能量密度提升至630 Wh kg⁻¹。基于此，团队全面阐述了I₂/I⁻和I⁺/I₂氧化还原化学的基本原理，同时批判性地评估了提升4eZIBs性能的各种策略的优势与局限性。尤为重要的是，从多角度提出了改善I⁺/I₂/I⁻转化可逆性的具体方法学途径。这些发现旨在为开发先进的金属-卤素电池储能系统提供有价值的见解。

图2. 水系锌碘电池反应原理示意图

相关成果以“I+/I2/I− conversion toward energy-dense aqueous Zn-I2 batteries: progress and perspective”为题发表在Chemical Science上。材料学院刘洋洋博士为第一作者，物科院张龙海博士、张朝峰教授为共同通讯作者，我校为第一通讯单位。