中新網(wǎng)合肥3月25日電 (記者 吳蘭)記者25日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校談鵬教授團(tuán)隊(duì)近日成功開(kāi)發(fā)了原位3D pH可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水系鋅電池界面化學(xué)分層三維可視化。

　　據(jù)悉，這一在水系鋅電池研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展的相關(guān)研究成果，日前發(fā)表于國(guó)際知名期刊《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)能源快報(bào)》(ACS Energy Letters)，并被選為封面論文。

　　水系鋅電池憑借其本征安全、低成本與環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，在下一代大規(guī)模儲(chǔ)能中表現(xiàn)出巨大潛力。

　　然而，金屬鋅負(fù)極在水系電解液中的界面不穩(wěn)定性嚴(yán)重阻礙了商業(yè)化進(jìn)程，其表面鈍化及自腐蝕等問(wèn)題相互耦合，導(dǎo)致電池循環(huán)壽命遠(yuǎn)低于理論預(yù)期。因此，發(fā)展新技術(shù)對(duì)于揭示水系鋅電池的失效機(jī)制以及提高電池性能具有重要意義。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種可進(jìn)行光學(xué)觀測(cè)的電化學(xué)測(cè)試裝置，并在電解液中引入熒光pH指示劑，通過(guò)激光共聚焦成像技術(shù)等方式，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)界面pH場(chǎng)在三維空間中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與高精度定量重構(gòu)。

　　借助這一工具，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)鋅電極界面化學(xué)環(huán)境進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，無(wú)論在靜置還是電化學(xué)運(yùn)行過(guò)程中，鋅電極界面都會(huì)形成穩(wěn)定的豎直化學(xué)分層。研究團(tuán)隊(duì)還結(jié)合多物理場(chǎng)模擬等，揭示了一個(gè)全新的電極失效機(jī)制。

　　該工作不僅為水系鋅電池中金屬負(fù)極的失效機(jī)制提供新見(jiàn)解，也為其他水系金屬電池的理性設(shè)計(jì)提供普適性指導(dǎo)。(完)