西安交大团队攻克碱性锌基液流电池循环寿命难题
研究背景与痛点
碱性锌基液流电池因高安全性、高电压、低成本等优势，是新型电力系统长时储能技术的研究热点。但负极侧存在锌离子传输缓慢与电化学反应过快的动力学“失配”，导致锌枝晶生长、不可逆副反应（如析氢、腐蚀），严重限制了电池循环寿命与商业化进程。
创新解决方案：有机分子差速锁策略
研究团队提出“有机分子差速锁”概念，以L-丝氨酸（Ser） 为多功能添加剂，通过调控负极电解液的体相与界面行为，平衡锌离子传输与电化学反应速率。
- Ser的作用机制：
- 体相电解液调控：重塑锌离子溶剂化结构，既提高离子传输速率，又限制还原动力学，避免反应过快；
- 电极/电解液界面调控：Ser优先吸附于电极表面，均匀化界面离子通量，减缓锌沉积动力学；
- 金属锌表面保护：锚定在锌表面形成界面保护层，抑制析氢与腐蚀副反应。
研究成果与性能验证
含Ser的电池在50 mA·cm⁻²（30 mAh·cm⁻²） 电流密度下，循环稳定性显著提升，稳定运行超230小时，验证了策略的有效性。该成果揭示了Ser在调控锌离子体相与界面行为中的多重作用机制，为高稳定、长寿命碱性锌基液流电池开发提供了新策略与理论依据。
发表与意义
成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials），由西安交通大学能动学院何雅玲院士、李印实教授为通讯作者，博士生种法政为第一作者。该研究为新型电力系统长时储能技术的突破提供了关键支撑。
（附论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202521073）
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