深大王任衡AFM：颠覆传统！水系电解液盐浓度降低，析氢反应反被抑制！

大规模的水系锌电池（AZBs）储能具有广阔的前景，但其实际应用受到了析氢反应（HER）的阻碍，该反应会导致锌金属负极的稳定性较差。

图1 稀盐水电解液析氢电化学

深圳大学王任衡等对稀盐水电解液进行线性扫描伏安法测试，发现随着盐浓度的降低，HER逐渐被抑制，这与之前的观点相反。具体而言，这项工作利用多尺度计算和实验表征的结合，重新确定了稀盐水电解液中HER的活性水的化学结构。通过比较所有可能的局部水结构的还原活性，证明了HER来源于Zn²⁺-溶剂化的水而不是自由水分子。此外，作者还发现，Zn²⁺可以被认为是HER的促进剂，增加其浓度可以引发更容易去质子化的Zn²⁺-溶剂化水分子的出现，从而加速HER的发生。

图2 用于识别还原水结构的DFT计算

因此，每个Zn²⁺周围的Zn²⁺溶剂化水的N(r)，以前被用作定义HER活性的描述符，应该被电解液中Zn²⁺溶剂化水的总和取代。这样的理解改变了有关HER起源的既定理论。作为预测电解液成分是否能导致惰性水化学的一个非常有洞察力的工具，它还提供了新的见解，指导定制设计合理的电解液系统以建立稳定的AZBs。

图3 Zn²⁺溶剂化水还原活性的演变及ZnSO₄电解液的结构表征

A Universal Descriptor in Determining H2 Evolution Activity for Dilute Aqueous Zn Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202306952

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深大王任衡AFM：颠覆传统！水系电解液盐浓度降低，析氢反应反被抑制！

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