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鋅金屬基水電池（ZAB）提供了一種可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)且安全的鋰電池替代方案，但不可避免的枝晶形成阻礙了其廣泛使用，特別是在長(zhǎng)期和高倍率循環(huán)下。枝晶形成后電池如何存活仍然是一個(gè)懸而未決的問題。

在這里，卡塔爾大學(xué)Ahmed Elzatahry，復(fù)旦大學(xué)趙東元院士，Dongliang Chao從傳統(tǒng)的鋅枝晶生長(zhǎng)抑制策略轉(zhuǎn)向，通過介孔Ti₃C₂ MXene(MesoTi₃C₂)包裹的聚丙烯隔膜引入主動(dòng)枝晶消化化學(xué)。

文章要點(diǎn)

1）光譜表征和電化學(xué)評(píng)估表明，MesoTi₃C₂作為氧化劑，可以通過自發(fā)氧化還原過程將形成的死亡Zn⁰枝晶復(fù)活為電活性Zn²⁺離子。

2）密度泛函理論表明，與面內(nèi)對(duì)應(yīng)物相比，MesoTi₃C₂中豐富的邊緣Ti?O位點(diǎn)有利于Zn⁰枝晶的高氧化性和電子轉(zhuǎn)移。

3）由此產(chǎn)生的不對(duì)稱電池在5mAcm^?2的實(shí)際電流下具有2200小時(shí)的超長(zhǎng)循環(huán)壽命，并且具有低過電位（<50mV）。

該研究揭示了介孔MXene的意想不到的邊緣效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了一種新的主動(dòng)枝晶消化化學(xué)物質(zhì)，可以在ZAB中存活，盡管枝晶的形成不可避免。

參考文獻(xiàn)

Fanxing Bu, et al, Reviving Zn0 Dendrites to Electroactive Zn2+ by Mesoporous MXene with Active Edge Sites, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c08986

https://doi.org/10.1021/jacs.3c08986