通过调节锌离子通量，研究人员深入研究了锌枝晶问题。尽管，PH的变化严重影响枝晶的形成，但关于其重要性尚不清楚。

近日，香港城市大学支春义教授，中科院化学研究所李玉良院士，北京化工大学邱介山教授报道了构建了一个N-修饰的石墨炔（NGDY）界面（NGI），通过调节水合锌离子的去溶剂化来稳定pH，并抑制Zn枝晶生长。

文章要点

1）Operando pH检测监测了锌负极的表观pH变化（3.94-5.53），揭示了NGDY对pH的稳定作用（3.94-4.22）。此外，形貌和成分表征证实了构建的NGDY界面消除了Zn枝晶和ZHS（Zn_xSO_y(OH)_z·nH₂O）。

2）研究人员通过去溶活化能和成核极化分析，将NGDY对pH的稳定归因于NGDY的加速去溶剂化作用，并从理论上研究了N原子吸引Zn²⁺配位的水分子。因此，外部电子可以直接从衬底转移到Zn²⁺的空位轨道，避免了O-H键的断裂，稳定了界面pH。

3）有了NGDY界面，Zn//Zn电池寿命提高了116倍，Zn//V₆O₁₃电池在严酷的条件下（20.65 mA/cm^-2和1.07 mAh cm^-2）表现出良好的循环稳定性。

这项工作揭示了界面pH的重要意义，并为解决Zn枝晶问题提供了一种新的途径。

参考文献

Qi Yang, et al, Stabilizing Interface pH by N-Modified Graphdiyne for Dendrite-Free and High-Rate Aqueous Zn-ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202112304

https://doi.org/10.1002/anie.202112304