研究背景
在目前眾多不同的電化學儲能技術中，水系鋅金屬電池因其低成本和高安全性而成為最有前途的電網儲能候選電池。然而，水系鋅離子電池在實際應用中不可避免地會出現枝晶生長和鋅腐蝕等問題，尤其是深循環條件下，部分枝晶可能會從電極上脫落并變成死鋅，導致電池循環效率和穩定性降低。這些問題嚴重制約了水系鋅離子電池的商業化進程。目前開發的各種策略主要集中于減緩鋅枝晶的形成，例如設計鋅主體的分級結構，調節電解質的溶劑化結構，構建電極-電解質界面等等。然而，關于通過回收死鋅來減輕鋅負極不可逆容量損失的研究仍相對匱乏。
研究內容
近日，南京理工大學陳濤教授和傅佳駿教授基于可逆的二茂鐵/二茂鐵陽離子氧化還原反應，提出了一種由溶解氧引發的死鋅回收策略。在該工作中，通過對二茂鐵上取代基的供/吸電子性強度進行篩選，系統研究了不同取代基對這些二茂鐵衍生物的電化學性能和分子穩定性的影響。同時，通過引入聚乙二醇作為助溶劑，成功實現其在水系電解液中的溶解。在該電解液中，二茂鐵基團的氧化過程實現了溶解氧的去除，進而有效抑制由溶解氧引起的鋅負極的腐蝕和副產物的累積。同時，生成的二茂鐵陽離子能夠將死鋅再生為具有電活性的鋅離子，從而抑制電池容量損失，顯著提高了電池的循環穩定性和循環壽命。本文以題為“Revitalizing Dead Zinc with Ferrocene/Ferrocenium Redox Chemistry for Deep-Cycle Zinc Metal Batteries.”在國際知名期刊Angewandte Chemie International Edition上發表。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
