Istraživači predvođeni prof. Hu Linhuaom sa Instituta za fizičke nauke Hefei Kineske akademije nauka otkrili su da bi dodavanje serinskih katjona (Ser+, C 3 H 8 NO 3 ) u elektrolit vodene cink-jonske baterije dovelo do rast željene Zn (100) teksture, koja bi mogla efikasno inhibirati rast Zn dendrita i poboljšati reverzibilnost i cikličnost baterija.
Studija je objavljena u Advanced Energy Materials.
Vodene cink-jonske baterije (AZIB) privukle su široku pažnju zbog svoje sigurnosti, pouzdanosti, ekološke prihvatljivosti i isplativosti. Oštar rast Zn dendrita često uzrokuje lošu reverzibilnost i postao je glavna prepreka širokoj komercijalizaciji AZIB-a.
Faseta visoke površinske energije (100) promoviše nukleaciju i taloženje duž pravca [100] u aktivna mesta sa efektom vrha. Faset veće aktivnosti je često sklon da izazove neželjene reakcije koje bi ozbiljno degradirale Zn anodu i stabilnost baterije. Stoga je inhibicija rasta u rastućem pravcu [100] jednostavan i efikasan način za inhibiciju dendrita i sporednih reakcija.
U ovoj studiji, istraživači su sproveli (100) inženjering strategiju završavanja faseta koristeći serin (Ser, C 3 H 7 NO 3 ) kao kondicioner strukture interfejsa u sistemu ZnSO 4. Adsorpcija serinskih katjona indukuje rast Zn (100) teksture i inhibira štetne sporedne reakcije.
Prema istraživačima, Zn//Cu baterije sa modifikovanim elektrolitom postigle su prosečnu Kulonovu efikasnost od oko 99,8% pri brzini od 5 mA cm -2 i 5 mAh cm -2 za cikluse oblaganja/skidanja, a Zn//Zn -simetrične baterije su pokazale performanse biciklizma više od 800 sati.
Konkretno, Zn//V 2 O 5 puna baterija isporučuje visok specifični kapacitet od 345,1 mAh g -1 sa zadržavanjem kapaciteta od 74,1% tokom 2000 ciklusa na 5 A g -1 .
Pored toga, sklopljena baterija u torbici takođe ima dobru stabilnost, što pokazuje praktičnu izvodljivost Ser/ZnSO 4 elektrolita.
Ova studija prilagođava ponašanje migracije Zn 2+ na (100)-faseti adsorbovanjem jona, pružajući obećavajuću strategiju za postizanje dominantne teksture cinkove anode na nivou jona, i očekuje se da će se primeniti na druge metalne anode sa lošim stabilnost i reverzibilnost.
