化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
“圖靈膜”全新上線 鋅電池再迎研究新路徑
2021年08月06日 14:00:03
來源：化工儀器網 點擊量：8006
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒團隊通過膜材料的結構設計，實現了高面容量、高電流密度條件下鋅均勻沉積過程，并對膜結構調控鋅沉積過程的機理進行了詳細地研究和探討。該團隊相關研究成果發表在《美國化學會志》上。
【化工儀器網 時事熱點】 近年來，儲能電池的關鍵材料、核心部件及電池系統設計等多個方面取得重大進展。如液流電池技術解決了其高性能電堆、關鍵材料、大規模儲能系統集成等關鍵問題。如今，可再生能源快速發展，再次推動研究和開發以鋅化學為基礎的高能量密度儲能器件。
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒團隊通過膜材料的結構設計，實現了高面容量、高電流密度條件下鋅均勻沉積過程，并對膜結構調控鋅沉積過程的機理進行了詳細地研究和探討。該團隊相關研究成果發表在《美國化學會志》上。
鋅二次電池具有安全性高、成本低、能量密度高等優勢，且與水性電解質具有良好的相容性。此外，它提高了電池的輸出容量和放電性能，促使電池的充電效率、放電容量、放電性能等均得以突破性進展。鋅電池在儲能領域特別是用戶側儲能領域具有較好的應用前景， 將能源行業推向新一輪革命。
然而，鋅在沉積過程中容易產生鋅枝晶，在高面容量和高電流密度的工作條件下更為嚴重，影響電池的循環壽命。
針對此問題，李先鋒團隊經過多次實驗，研發出一種具有表面有序波動條紋(Turing patterns)的新型聚合物膜(圖靈膜)，可以實現在高面容量、高電流密度下的鋅均勻沉積過程。在該設計中，膜表面條紋的波峰和波谷可以通過控制微區載流子通量，從而有效地調節Zn(OH)42-的分布，并提供更多的鋅沉積空間。同時，膜形成過程中表面配位的銅離子與Zn(OH)42-相互作用，可進一步誘導鋅的均勻沉積。
在80mA/cm2的較高電流密度下，采用圖靈膜組裝的堿性鋅鐵液流電池可以在160mAh/cm2的超高面容量條件下穩定工作，這為高穩定鋅基二次電池的開發提供了新思路，這項研究促進了鋅基電池的膜材料研究發展。
鋅電池是一種具有巨大市場前景的化學電源。其放電性能穩定、容量大、成本低、低污染、可再生等特點備受市場喜愛。 鋅電池已經投入到應用中，并在電動自行車和滑板車等多種電動化機械中獲得良好的使用效果。隨著“圖靈膜”的出現，未來鋅電池技術也會前進一步，迎來廣闊發展。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
新能源耦合項目獲突破 首套“綠電 儲能 能源化工”一體化示范裝置穩定運行
近日，國內首套“綠電 大容量儲能 能源化工裝置”一體化耦合重大技術示范裝置，在準格爾旗實現穩定運行，為能源產業發展提供了重要的范本...2025-06-10 13:17:06 -
2025年，長三角地區新能源裝機總量已超2.32億千瓦。而其中，江蘇省的表現又尤為突出，呈現“風光劇增、海陸并舉”的高速發展趨勢。2025-06-10 10:53:22
-
德雷射科25年深耕光伏檢測領域，從修復進口模擬器起步，研發出中國首臺3A級太陽光模擬器，以單燈設計實現從脈沖光源到連續氙燈光源的技...2025-06-06 15:53:05
-
項目名稱：甬江實驗室采購大尺寸脈沖激光沉積系統項目，項目編號：0762-2540CBNB2012，招標范圍：大尺寸脈沖激光沉積系統...2025-06-05 11:58:32
-
項目名稱：株洲中車時代半導體有限公司TO器件動態測試設備項目，項目編號：0623-2540J1110123/01，招標范圍：TO器...2025-05-30 11:41:52
-
推動哈希函數標準誕生 中國科學家王小云獲2025年世界杰出女科學家獎
近日，清華大學王小云教授代表亞太區獲得2025年世界杰出女科學家獎，繼去年的顏寧院士后，中國科學家已連續兩年獲得該獎。2025-05-28 14:45:26
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
