水系碱性锌电池是一种具有科学和技术价值的电池，它们提供了具有成本效益和安全的电能存储潜力。尽管锌负极较差的电化学可逆性、形状变化、锌在电解液中长时间暴露时容易被表面氧化物和氢氧化膜钝化、水的电还原等问题已经得到了很好的研究，但仍是尚未解决的挑战。

近日，康奈尔大学Yong Lak Joo，Rong Yang，Lynden A. Archer利用分子设计和气相沉积的两性离子梯度(ZG)聚合物界面，在碱性水溶液中实现了可逆锌的电沉积。

文章要点

1）通过扩散限制的衍生化反应，可以很容易地获得组成梯度，并能够有效地抑制锌负极上的化学和电化学HER过程。通过实验和计算，研究人员系统地揭示了抑制HER和表面钝化反应的分子机理，表明控制水分子在电解液−负极界面的分布和活性为降低其参与HER的倾向提供了强有力的机制。

2）基于ZG相间策略开发的高性能Zn||NiOOH和Zn||空气电池显示出长期稳定的电化学性能潜力。此外，这里采用的这种相间设计策略简单明了，原则上这一概念很容易适用于基于任何其他当代感兴趣的金属的水和非水电池，以实现低成本和长时间的电能存储。

参考文献

Shuo Jin, et al, Zwitterionic Polymer Gradient Interphases for Reversible Zinc Electrochemistry in Aqueous Alkaline Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c06757

https://doi.org/10.1021/jacs.2c06757