具有三重协同效应的Janus隔膜用于高面容量的水系锌碘电池

我院赵金保教授/杨阳副教授团队在水系锌碘电池新型隔膜设计方面取得新进展，相关成果近期以“A Janus Separator based on Cation Exchange Resin and Fe Nanoparticles-decorated Single-wall Carbon Nanotubes with Triply Synergistic Effects for High-areal Capacity Zn-I₂ Batteries”为题在线发表于Angewandte Chemie International Edition上（DOI: 10.1002/anie.202300418）。

由于低成本和内在安全性，Zn-I₂电池在水系锌金属电池(AZMB)家族中脱颖而出。然而，锌枝晶生长、聚碘化物穿梭效应和缓慢的碘氧化还原动力学导致Zn-I₂电池的容量急剧衰减。而隔膜的改性，不涉及复杂的电极设计，是调节负极和正极界面环境的直接有效的方法。近日，beat365官方网站赵金保教授/杨阳副教授团队，设计了基于阳离子交换树脂和铁金属纳米颗粒修饰的单壁碳纳米管的Janus隔膜，通过三重协同效应同时解决上述三个关键科学问题。通过实验、DFT计算和分子动力学（MD）模拟计算方法深入研究电化学性能和改性机理。基于Janus隔膜设计的高面积容量Zn-I₂电池实现30000圈的超长循环寿命，面积比容量高达3.6 mAh cm^-2。

该研究工作在我院赵金保教授和杨阳副教授的指导下，主要由我院2021级硕士研究生亢元红完成，并得到课题组研究生陈冠红、华海明、张明浩、杨锦、林鹏翔、杨慧雅、吕泽恒以及吴启龙协助。该工作得到国家自然科学基金（22109030, 22021001），中央高校基本科研业务费（20720220073）、云南省重点研发计划项目（202103AA080019）、福建省对外合作项目（2022I0002）支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300418