近日，化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院省高校創(chuàng)新團隊楊凱教授、胡媛媛副教授在材料權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》 （中科院一區(qū)，自然指數(shù)期刊，影響因子18.5）發(fā)表題為：“A Jointly Triggered H2Evolution Model Modulated Polyanionic Hydrogel Electrolyte for Reversible Zn Chemistry”的最新研究成果，我化學(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。
圖1 論文題目、作者截圖
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，我院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氫鍵受體位點數(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)合實驗表征和理論計算，證實了溶劑化水和自由水分別是決定HER起始電位和析氫強度的關(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度，實現(xiàn)更好的HER抑制效果。此外，陰離子加速的Zn2+脫溶動力學(xué)和優(yōu)化的凝膠-負極界面，顯著增強了Zn的化學(xué)可逆性。作為概念驗證，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）。該研究為先進水凝膠電解質(zhì)的開發(fā)提供了重要指導(dǎo)，并推動了高穩(wěn)定性水系鋅金屬電池的實用化進程。
圖2 文章TOC圖
化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院22級應(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)人才引育計劃等項目資助。
《Advanced Functional Materials》
全文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202505946
