我院陈义旺/谈利承教授团队在《Nature Communications》上发表最新研究成果

  近日，我校化学化工学院陈义旺教授团队在电化学储能领域取得新进展，创新性地提出“贫水双电层协同界面工程”的创新理念，有效解决水系锌离子电池界面失效关键科学问题，该研究成果以“Water-shielding electric double layer and stable interphase engineering for durable aqueous zinc-ion batteries”为题发表于国际权威期刊《Nature Communications》，论文第一作者为化学化工学院彭钟有助理研究员，陈义旺教授和谈利承教授为共同通讯作者，南昌大学为第一署名单位和通讯单位。

  水系锌离子电池凭借锌金属电极高理论容量、低电化学电位、资源丰富及低成本等优势，成为大规模储能领域极具竞争力的技术方案。然而，其商业化进程受限于界面问题：锌枝晶不可控生长、化学腐蚀、析氢反应及低锌利用率，导致库仑效率和循环寿命难以达到工业基准。针对水系锌离子电池界面失效这一关键科学问题，该研究首次提出“贫水双电层协同界面工程”的创新理念，提出微量聚山梨酯电解液添加剂调控策略，系统揭示了聚山梨酯分子通过化学吸附形成定向排布界面层的微观机制，同时诱导形成有机-无机杂化固体电解质界面。这种协同调控策略实现了锌电极在40 mA cm^-2工业级电流密度下450小时的超长稳定循环，突破了该领域的技术瓶颈，为解决锌枝晶无序生长和析氢副反应等商业化难题提供了全新的解决方案，创造了该领域的新纪录。该研究提出了界面水活性因子模型，阐明双电层水分子氢键网络与副反应动力学的构效关系，为高安全、低成本储能技术的发展提供了新思路。

  该工作得到国家重点研发计划重点专项、国家自然科学基金、国家资助博士后研究人员计划及中国博士后科学面上基金的大力资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59830-y

[三审三校：邓泽阳 蒋平 袁凯]