由于很难主动引导原子级锌沉积，常规电解质添加剂往往无法实现于均匀的锌 (Zn) 沉积。

近日，武汉理工大学麦立强教授，伦敦大学学院Guanjie He提出了基于 UPD 机制的电解质添加剂的“护航效应”。

文章要点

1）以Ni²⁺添加剂为例，这种具有比Zn（4.33 eV和-0.76 V vs. SHE）更高功函数（5.15 eV）和还原电位（-0.257 V vs. SHE）的金属会优先沉积并实现Zn的UPD在Ni上，从而促进Zn均匀地成核和生长，表现出光滑的Zn表面，没有明显的枝晶或副产物形成。随后，Ni会在Zn剥离后溶解，从而不会引起额外的界面电荷转移电阻。

2）结合理论计算和表征，包括对原位电化学阻抗谱 (EIS) 的弛豫时间分布 (DRT) 分析，证明了Ni²⁺的“护航效应”。此外，在使用Cr³⁺或Co²⁺添加剂的体系中也验证了“护航效应”。

这种基于原子级界面电化学的设计思想为开发高度可逆的金属阳极提供了有效的策略。

参考文献

Yuhang Dai, et al, Reversible Zn Metal Anodes Enabled by Trace Amounts of Underpotential Deposition Initiators, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301192

DOI: 10.1002/anie.202301192

https://doi.org/10.1002/anie.202301192