哈工大张乃庆EnSM：多功能ZnMoO4保护层实现抑制枝晶和析氢的锌负极

由于其高容量和安全性，金属锌已成为水系锌离子电池（ZIBs）最具潜力的负极之一。然而，锌负极不均匀的锌沉积和析氢反应（HER）严重限制了水系ZIBs的开发和商业化。

在此，哈工大张乃庆教授等人使用快速连续化学沉积方法设计了一种多功能 ZnMoO₄保护层来稳定锌负极。首先通过锌与酸的溶解反应生成Zn²⁺，然后生成的Zn²⁺与 MoO₄^2-反应形成ZnMoO₄。由于均匀的脊状结构和对Zn吸附原子的较高结合能，ZnMoO₄可以有效地引导均匀的锌沉积并赋予无枝晶形貌。

实验结果表明，锌沉积在改性层上，既保证了改性层的稳定性，又保证了锌离子的快速迁移。此外，Zn@ZnMoO₄还表现出比裸金属Zn更高的HER自由能。

图1. Zn@ZnMoO₄负极制备及Zn沉积示意图

基于这种多功能性，Zn@ZnMoO₄对称电池表现出很强的析氢抑制作用，氢生成过电位增加了110 mV，同时在10 mA cm^-2和1mAh cm^-2下表现出出色的稳定性，可循环10000次。

此外，Zn@ZnMoO₄ /α-MnO₂全电池在1.0 A g^-1下运行1000次循环后的容量保持率为87%。这项工作为抑制锌负极枝晶生长和析氢提供了合理的解决方案，其中快速连续的制备过程为可充电锌电池的实际应用开辟了令人兴奋的可能性。

图2. Zn@ZnMoO₄ /α-MnO₂全电池的电化学性能

Fast-growing multifunctional ZnMoO₄ protection layer enable dendrite-free and hydrogen-suppressed Zn anode, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.10.016

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哈工大张乃庆EnSM：多功能ZnMoO4保护层实现抑制枝晶和析氢的锌负极

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