对于锌金属电池来说，锌阳极面临着锌枝晶、析氢和腐蚀等挑战。这些问题与电极/电解质界面的锌沉积过程密切相关。在此，本论文提出了界面工程来保护锌阳极，并使用共轭环化聚丙烯腈(cPAN)聚合物纳米纤维诱导均匀沉积。一方面，共轭聚合物涂层可作为疏水保护层，抑制了锌阳极与H2O分子的接触，从而减少了副反应，增强了抗腐蚀性能；另一方面，通过配位化学作用，cPAN纳米纤维上丰富的亲锌位点促进了Zn2+离子的传递，获得了均匀的无枝晶锌沉积。结果表明，cPAN涂层修饰的锌阳极(cPAN@Zn)呈现出高达99.9%的库仑效率，在1 mA cm−2电流密度下可稳定循环超过2000 h，即使在10 mA cm−2的电流密度下依然可稳定循环超过16000。值得一提的是，在高达50 mA cm−2的电流密度下具有低于0.15 的过电位，展现出优异的反应动力学特性。这项工作为拓展有机界面工在水系锌储能系统领域的应用提供了新的参考。
该研究结果以“Interfacial Engineering with a Conjugated Conductive Polymer for a Highly Reversible Zn Anode”为题发表在工程技术类2区TOP期刊ACS Appl. Mater. Interfaces上。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c18774.