西安交大研究团队突破锌基液流电池寿命瓶颈
碱性锌基液流电池因其优异的安全性能、较高工作电压以及较低成本，一直是长时储能系统中的研究重点。然而，长期以来，其负极侧锌离子传输速率与电化学反应速率之间的失衡，引发了锌枝晶形成与不可逆副反应，从而严重制约了电池的循环寿命与产业化进程。
为了解决这一难题，西安交通大学能源与动力工程学院的何雅玲院士与李印实教授团队提出了一种创新性策略，即“有机分子差速锁”。他们采用 L-丝氨酸（L-Ser）作为添加剂，将其引入负极电解液中，从而在体相与电极界面之间构建出一个动态平衡的化学环境，有效协调锌离子的传输与反应行为，为电池实现长时间稳定运行奠定了基础。
研究团队通过理论模拟与实验分析相结合，系统揭示了 L-Ser 在调控锌离子行为中的关键作用。在体相电解液中，L-Ser 能够重构锌离子的溶剂化壳层，既提升了离子迁移速度，又抑制了过快的还原过程。而在电极/电解液界面，L-Ser 优先吸附在金属表面，促使离子通量分布更加均匀，同时减缓沉积反应速率。此外，L-Ser 还能在锌金属表面形成一层保护膜，显著减少析氢和腐蚀现象。
实验测试结果显示，在 50 mA·cm-2（30 mAh·cm-2）的电流密度下，添加 L-Ser 的电池可稳定运行超过 230 小时。这一成果不仅验证了 L-Ser 在调控锌离子体相与界面行为方面的作用机制，也为开发具有高稳定性与长寿命的碱性锌基液流电池提供了新的研究路径与理论支持。
该研究成果于去年 12 月发表在国际知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。何雅玲院士和李印实教授担任通讯作者，西安交大能动学院博士研究生种法政为第一作者。