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（記者卜葉）近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員李先鋒團(tuán)隊在鋅基電池的膜材料研究方面取得新進(jìn)展。團(tuán)隊通過膜材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)高面容量、高電流密度條件下鋅均勻沉積過程，并對膜結(jié)構(gòu)調(diào)控鋅沉積過程的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究和探討。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

可再生能源的快速發(fā)展，推動了以鋅化學(xué)為基礎(chǔ)的高能量密度儲能器件的開發(fā)和研究。鋅二次電池具有成本低、安全性高、能量密度高等優(yōu)勢，且與水性電解質(zhì)具有良好的相容性，在電化學(xué)儲能領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。然而，鋅在沉積過程中容易產(chǎn)生鋅枝晶，且在高面容量、高電流密度條件下這種現(xiàn)象更為明顯，嚴(yán)重影響了電池的循環(huán)壽命。

研究中，團(tuán)隊研發(fā)出一種具有表面有序波動條紋的新型聚合物膜——圖靈膜，可以實現(xiàn)高面容量、高電流密度下鋅均勻沉積。在圖靈膜的設(shè)計中，膜表面條紋的波峰和波谷可通過控制微區(qū)載流子通量，從而有效調(diào)節(jié)鋅酸根的分布，并提供更多的鋅沉積空間。同時，膜形成過程中表面配位的銅離子與鋅酸根相互作用，可進(jìn)一步誘導(dǎo)鋅的均勻沉積。

研究發(fā)現(xiàn)，在較高電流密度下，采用圖靈膜組裝的堿性鋅鐵液流電池可以在超高面容量條件下穩(wěn)定工作，這為高穩(wěn)定鋅基二次電池的開發(fā)提供了新思路。