教学科研

王杰教授团队在Science China Chemistry发文揭示了DMF在水系锌硫电池中的有效性

    2025.04.22      来源:我院          浏览数:0

近日,bat365中文官网登录入口王杰教授在中国科学院一区TOP期刊《Science China Chemistry》(影响因子10.4)上发表题为“Exploring the Efficiency of N, N-Dimethylformamide for Aqueous Zinc-Sulfur Batteries”的研究论文,通过引入DMF起到了增强阴极处固/液相互作用、减少锌阳极界面处的极化以及固定I2催化剂防止升华等作用。

可充电水系锌硫电池(ZSBs)虽具备高电压平台和容量的储能优势,却受限于缓慢反应动力学与低可逆性。本研究提出由空气稳定型N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/水双溶剂、三氟甲磺酸锌(Zn(OTF)2)及微量碘(I2)构成的新型电解质体系,通过三重协同机制实现性能突破:1)强化硫阴极固-液界面动力学,2)降低锌阳极界面极化,3)固定I2催化剂抑制升华。DMF与I2的配位作用促进I3-活性中间体生成并稳定碘物种,同步提升催化效率与热稳定性。DMF的高脱溶剂化能力优化电极润湿行为,有效抑制阴阳两极副反应。基于该电解质的Zn-Zn对称电池展现出显著降低的极化电压(25 mV)、超1200小时循环寿命及致密无枝晶的锌沉积形貌,证实其优异的界面可逆性与动力学特性。

该研究以绿电为出发点,是团队“绿电-绿氢-绿氨”全链条创新路径的重要组成部分,对重构农业氮肥供应链、促进农业与能源系统的低碳协同转型具有重要支撑作用,同时加速了青岛市农业循环经济材料工程研究中心的建设。

《Science China Chemistry(英文刊)》是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性化学学术期刊,主要报道化学及与其他学科交叉领域的具有重要意义和创新性的科研成果。先后获得“中国科技期刊国际影响力提升计划”和“中国科技期刊登峰行动计划项目”资助,曾荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”等多项荣誉。

bat365中文官网登录入口在校研究生王山为该论文第一作者;bat365中文官网登录入口王杰教授和南开大学严振华教授为该论文共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、特种化学电源全国重点实验室开放课题等项目资助。

原文链接:

https://www.sciengine.com/SCC/doi/10.1007/s11426-025-2710-9