近年來，在國家“雙碳”戰略背景下，電化學過程在能源轉換、清潔制備與環境治理等領域中發揮著關鍵的支撐作用，水系鋅離子電池日益成為下一代綠色能源轉化與存儲的重要技術方向之一。采用中性水系電解液的可充電鋅金屬電池憑借其高理論容量、低工作電位、高離子電導率以及環境友好等突出優勢，在儲能領域具有重要的應用潛力。然而，界面結構復雜、電極/電解質界面反應動力學緩慢等問題，嚴重制約其在儲能電池、電催化反應及冶金過程中的規模化推廣與可持續發展。
針對上述問題，中國科學院過程工程研究所研究員王志團隊創新性地提出以強磁場誘導電解液氫鍵網絡精準重構策略。該策略通過Paschen-Back效應調控SO42--H2O配位取向，并利用振動斯塔克效應優化界面水分子結構，以有效調節Zn2+與H3O+團簇的溶劑化行為。該調控有效阻斷Grotthuss質子傳導路徑，抑制析氫副反應及鋅枝晶生長，并誘導Zn2+在(002)晶面優先生長，顯著提升電結晶過程的反應速率與穩定性，在實驗室中構建出高穩定性、無枝晶的水系鋅離子電池體系。
該研究為破解電化學儲能與電化學冶金的界面瓶頸問題提供了新思路。
相關研究成果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。
論文鏈接
Paschen-Back效應驅動SO42-水合配位取向實現無枝晶鋅離子電池制備
磁場預處理增強SO42--H2O配位結構對界面水行為和鋅沉積的影響
本文鏈接：磁場強化電結晶過程研究取得進展http://www.sq15.cn/show-12-1538-0.html
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