锌空气电池凭借其超高的能量密度和安全性等优势而有望在新一代储能技术中脱颖而出。然而，锌空电池的电化学可逆性较差，这严重阻碍了其实际应用。近日，中国科学院长春应化所张新波等借助双疏水的质子屏蔽薄膜构筑了具有长循环寿命和高工作电压的锌空气电池。

文章要点

1）研究人员通过将疏水性离子液体（IL）和石墨烯引入疏水性聚合物基体（聚合物/IL/石墨烯[PILG]），提出并设计了一种双疏水诱导质子穿梭屏蔽和疏水离子导电薄膜。这种PILG膜可以选择性地运输疏水性双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺阴离子（TFSI−) 并且能够有效且持久地避免质子穿梭。

2）借助双疏水PILG薄膜可以使杂化锌空电池（中性负极电解液、酸性正极电解液）实现前所未有的性能突破。该杂化锌空电池的开路电压高达1.78V，这高于传统碱性锌空电池1.66V的理论电压；其工作电压则高达1.50V，可以稳定运行长达2000小时而负极电解液的pH仅在5.41-4.52的区间内波动。与碱性环境相比，锌负极在环境空气中的利用率更高（>97.0%），这源于锌负极和空气正极的高度电化学可逆性。

参考文献

Yangfeng Cui et al, A high-voltage and stable zinc-air battery enabled by dual-hydrophobic-induced proton shuttle shielding, Joule, 2022

DOI: 10.1016/j.joule.2022.05.019

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(22)00246-X?rss=yes#%20