近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院省高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)楊凱教授、胡媛媛副教授在《Advanced Functional Materials》發(fā)表題為：“A Jointly Triggered H2 Evolution Model Modulated Polyanionic Hydrogel Electrolyte for Reversible Zn Chemistry”的最新研究成果，化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院2022級碩士研究生秦碩同學(xué)為論文第一作者，胡媛媛副教授和楊凱教授為論文通訊作者，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為唯一單位。

此外，2月25日，該團(tuán)隊(duì)在《Advanced Functional Materials》發(fā)表題為：“Maximizing Functional Diversity of Electrolyte Additives through Modular Molecular Engineering to Stabilize Zinc Metal Anodes”的研究成果。2022級碩士研究生劉云同學(xué)為論文第一作者，苗立成博士為共同第一作者，胡媛媛副教授和楊凱教授為論文通訊作者，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)為唯一通訊單位。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202501968

水凝膠是一類高粘度、高彈性的非均質(zhì)軟材料，具有結(jié)構(gòu)可調(diào)性、功能拓展性、粘附能力以及穩(wěn)定性，在儲能、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的性能優(yōu)勢和應(yīng)用潛力。近日，針對水凝膠電解質(zhì)中存在的析氫反應(yīng)（HER）顯著降低體系電化學(xué)穩(wěn)定性且不同析氫階段的主導(dǎo)因素尚不清楚問題，22級碩士研究生秦碩在胡媛媛副教授、楊凱教授指導(dǎo)下利用不同陰離子基團(tuán)氫鍵受體位點(diǎn)數(shù)差異，提出一種混合陰離子梯度調(diào)節(jié)策略，揭示了Zn2+溶劑化水去質(zhì)子化和自由水電離共同觸發(fā)的HER模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)表征和理論計(jì)算，證實(shí)了溶劑化水和自由水分別是決定HER起始電位和析氫強(qiáng)度的關(guān)鍵變量。通過凝膠骨架陰離子調(diào)節(jié)可以削弱起始電位和析氫強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)更好的HER抑制效果。此外，陰離子加速的Zn2+脫溶動(dòng)力學(xué)和優(yōu)化的凝膠-負(fù)極界面，顯著增強(qiáng)了Zn的化學(xué)可逆性。作為概念驗(yàn)證，Zn/PAHE/LFP電池表現(xiàn)出優(yōu)異的容量保持率、倍率性能、長循環(huán)壽命（>10000次循環(huán)）和寬溫度適應(yīng)性（-20-60 oC）。該研究為先進(jìn)水凝膠電解質(zhì)的開發(fā)提供了重要指導(dǎo)，并推動(dòng)了高穩(wěn)定性水系鋅金屬電池的實(shí)用化進(jìn)程。

化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生齊如釗、王雨欣，碩士研究生馬美玲、欒玉涵、楊慧敏參與了該工作，該研究得到了國家自然科學(xué)基金、泰山人才工程、山東省自然科學(xué)基金和山東省高校青創(chuàng)人才引育計(jì)劃等項(xiàng)目資助。

附相關(guān)鏈接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202505946

來源：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)