“图灵膜”为锌电池发展提供新路径

记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉，该所研究员李宪峰在锌基电池膜材料研究方面取得新进展。通过膜材料的结构设计，团队实现了高表面容量、高电流密度条件下的均匀锌沉积过程，并详细研究和探讨了膜结构调控锌沉积过程的机理。相关研究成果发表于《美国化学会志》。

可再生能源的快速发展促进了基于锌化学的高能量密度储能装置的开发和研究。锌二次电池具有成本低、安全性高、能量密度高、与水性电解液相容性好等优点，在储能领域，尤其是用户侧储能领域具有良好的应用前景。

“但锌在沉积过程中容易产生锌枝晶，在高表面容量、高电流密度条件下这种现象更为明显，严重影响电池的循环寿命。”研究员李宪峰说，经过多次实验，团队研制出一种表面有序波条纹的新型聚合物薄膜—— Turing薄膜，可以实现高表面容量、高电流密度的锌均匀沉积。

李宪峰研究员介绍，在图灵膜的设计中，通过控制微区载流子通量，膜表面条纹的峰谷可以有效调节锌酸盐(Zn(OH)42-)的分布，提供更多的锌沉积空间。同时，在成膜过程中，表面配位铜离子与Zn(OH)42-相互作用，进一步诱导锌的均匀沉积。

据报道，采用图灵膜组装的碱性锌铁液流电池在高电流密度下可在超高表面容量条件下稳定工作，为高稳定性锌基二次电池的发展提供了新思路。