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水性可充電鋅離子電池是一種安全、低成本的儲能技術。然而，實際的ZIB開發在實現穩定的鋅金屬陽極方面面臨著嚴峻挑戰，因為鋅金屬陽極遭受析氫反應（HER）腐蝕和鋅枝晶生長。為了應對這些挑戰，馬里蘭大學Chen Poyen、南方科技大學Zhao Yusheng道了一種Zn²⁺誘導組裝工藝，以制備Ti₃C₂T_x MXene還原的氧化石墨烯氣凝膠，該氣凝膠在鋅板上具有ZnO殼層（縮寫為ZnO/MG氣凝膠–Zn），可用作穩定的鋅金屬陽極。

本文要點：

1) 通過向Zn板施加恒定電壓，Zn²⁺逐漸釋放以離子交聯MG納米片。經過自發水解和冷凍干燥，原位形成了由ZnO納米顆粒組成的結皮層。此外，ZnO/MG氣凝膠上的梯度Zn?O/Zn?F分布可以促進Zn²⁺的傳輸并共同抑制HER，從而實現快速的電化學動力學和無枝晶的Zn沉積。

2) 具有ZnO/MG氣凝膠–Zn電極的對稱電池在10 mA cm^?2下可穩定循環1200小時。具有梯度結構和組成的ZnO/MG氣凝膠-Zn電極結合了絕緣保護層和導電結構主體的優勢，在穩定的Zn金屬陽極方面取得了協同進步。

參考文獻：

Yang Li et.al Gradient Structural and Compositional Design of Conductive MXene Aerogels for Stable Zn Metal Anodes Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202301557

https://doi.org/10.1002/aenm.202301557