侯仰龙/张隆团队Energy & Environmental Science：揭示超分子主客体单元协同机制，助力水系储能研究

      近年来，随着对智能可穿戴设备及大规模储能的需求不断增加，安全性、低成本和高能量密度成为下一代储能技术所考量的核心要素。水系锌金属电池（AZMBs）因其环境友好、成本低且安全性高，在应用方面极具潜力。然而，在锌可逆沉积过程中，不良的晶格失配会逐渐累积并持续加剧，这严重限制锌负极的放电深度，显著阻碍水系锌金属电池在实际应用中充分发挥其能量密度潜力。应对这一巨大挑战对于推动水系储能的商业化应用至关重要。

       近日，我院侯仰龙教授/张隆副教授团队与复旦大学、北京科技大学等单位合作，联合提出基于协同增强晶面选择性吸附的创新策略，成功实现锌（002）晶面择优取向沉积的有效调控。研究表明，利用超分子化学中的主客体相互作用能够协同增强对锌晶面的选择性吸附能力，有利于在高电流密度/大面积容量工况下实现均匀的锌（002）晶面沉积。同时，锌表面有序锚定的超分子复合单元界面的空间位阻效应，不仅能构建贫水界面有效抑制副反应，还具备离子缓冲带的作用，缓和快速的反应动力学，从而使离子流和电场均匀化。得益于超分子复合单元的上述优势，组装的锌对称电池表现出卓越的循环稳定性（5800小时）。在循环间歇测试模式下，对称电池在累计静置时间为1750小时的情况下仍能稳定运行，展现优异的抗日历老化性能。此外，组装的Zn/MnO2软包电池实现较长的使用寿命（在1 A g−1的电流密度下循环1000次），容量保持率为84.9%，并成功用于智能手机和发光器件供电。

      该项工作强调超分子复合单元在调控锌金属界面晶体取向方面的重要作用，为提高水系锌金属电池中锌负极的可逆性提供一种颇具前景的策略，有望为水系电池化学带来新的启示。该成果以“Synergistically enhancing the selective adsorption for crystal planes to regulate the (002)-texture preferred Zn deposition via supramolecular host-guest units”为题发表于国际知名期刊Energy & Environmental Science（影响因子32.4），复旦大学卢红斌教授、中山大学侯仰龙教授、张隆副教授为本论文通讯作者。上述工作得到国家自然科学基金项目、广东省基础与应用基础研究基金项目、深圳市基础研究项目、中央高校基本科研业务费（中山大学）专项资金等项目资助。原文链接：https://doi.org/10.1039/D5EE00763A

图1. 超分子主客体单元协同增强晶面选择性吸附的机理示意图