（記者卜葉）近日，中科院大連化學物理研究所研究員李先鋒團隊在鋅基電池的膜材料研究方面取得新進展。團隊通過膜材料的結構設計，實現高面容量、高電流密度條件下鋅均勻沉積過程，并對膜結構調控鋅沉積過程的機理進行了詳細研究和探討。相關研究成果發表在《美國化學會志》上。
可再生能源的快速發展，推動了以鋅化學為基礎的高能量密度儲能器件的開發和研究。鋅二次電池具有成本低、安全性高、能量密度高等優勢，且與水性電解質具有良好的相容性，在電化學儲能領域具有較好的應用前景。然而，鋅在沉積過程中容易產生鋅枝晶，且在高面容量、高電流密度條件下這種現象更為明顯，嚴重影響了電池的循環壽命。
研究中，團隊研發出一種具有表面有序波動條紋的新型聚合物膜——圖靈膜，可以實現高面容量、高電流密度下鋅均勻沉積。在圖靈膜的設計中，膜表面條紋的波峰和波谷可通過控制微區載流子通量，從而有效調節鋅酸根的分布，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，可進一步誘導鋅的均勻沉積。
研究發現，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定工作，這為高穩定鋅基二次電池的開發提供了新思路。
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