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水性鋅金屬電池（AZMB）正在成為鋰離子電池技術(shù)的一種有效替代品。然而，由于枝晶形成、析氫反應(yīng)（HER）和陽極上的ZnO鈍化等挑戰(zhàn)，AZMB的發(fā)展受到阻礙。近日，普渡大學(xué)Jeffrey E. Dick設(shè)計(jì)了一種四烷基磺酰胺（TAS）添加劑，用于抑制HER、枝晶形成和提高可循環(huán)性。

本文要點(diǎn)：

1) 如⁶⁷Zn和¹H核磁共振波譜、高分辨率質(zhì)譜（HRMS）和密度泛函理論（DFT）研究所示，1mM的TAS可以有效地將水分子從Zn²⁺溶劑化殼中置換出來，從而改變Zn²⁺的溶劑化基質(zhì)并破壞自由水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。與電極表面原位監(jiān)測(cè)同步的伏安法揭示了TAS可以抑制樹枝狀生長(zhǎng)和HER。

2) 電化學(xué)質(zhì)譜（ECMS）捕捉了鋅電沉積過程中HER的實(shí)時(shí)抑制，揭示了TAS抑制HER的能力。在存在TAS的紐扣電池中，循環(huán)壽命從≈100小時(shí)提高到2500小時(shí)以上。

參考文獻(xiàn)：

Kingshuk Roy et.al How Solvation Energetics Dampen the Hydrogen Evolution Reaction to Maximize Zinc Anode Stability Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202303998

https://doi.org/10.1002/aenm.202303998