一举两得：“捕氢”原位转化，铸就锌电理想SEI

主要观点总结

本文报道了一种新的“氢原子捕获”策略，用于在原位构建固体电解质界面（SEI），以解决水系锌离子电池中析氢反应阻碍致密SEI形成的问题。该策略使用过硫酸钾（PSS）作为氢原子捕获剂，通过抑制析氢反应和打断反应步骤来提高SEI的致密性。所形成的致密、均匀、坚固的碱式硫酸锌层具备优异的电子绝缘特性，可有效隔绝锌负极与水的直接接触，保护锌负极。这一策略显著提高了水系锌离子电池的性能，包括锌对称电池的长循环寿命和全电池的循环稳定性。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及问题

水系锌离子电池（AZIBs）在大规模储能领域具有广阔前景，但实际应用中面临锌负极界面发生的枝晶生长和析氢反应（HER）等问题。其中，析氢反应产生的气泡会导致界面结构疏松多孔，成为解决锌负极界面问题的关键。

关键观点2: 工作简介

上海交通大学杨晓伟团队提出了一种全新的“氢原子捕获”策略，该策略以过硫酸钾（PSS）作为氢原子捕获剂，成功实现了无HER干扰的SEI原位构筑。

关键观点3: 内容表述

本研究通过打断HER的步骤来抑制HER，从而提高SEI的致密性。PSS优先吸附在锌负极表面，捕获氢原子并还原成SO4 2− ，从而抑制HER。随后，Zn 2+ 、OH − 和SO 4 2− 发生共沉淀反应，形成致密、均匀、坚固的碱式硫酸锌层作为理想的SEI。该层具备优异的电子绝缘特性，可显著抑制HER和枝晶生长。

关键观点4: 电池性能提升

基于该策略，锌对称电池和全电池性能实现显著提升。Zn//Zn对称电池在5 mA cm −2 下稳定循环1882小时，在10 mA cm −2 的大电流下稳定循环650小时。Zn//NVO全电池在5 A g −1 的面容量下的循环稳定性也得到显著提升。

关键观点5: 机制总结

本研究发现，HER过程中产生的吸附态氢原子（H*）是导致SEI疏松多孔的关键。PSS可优先吸附在锌表面，主动捕获H*，并将其转化为SO 4 2- ，从而阻断H 2 气体的生成。同时，形成的致密ZHS保护层具有优异的电子绝缘性，能有效隔绝水与锌的直接接触，从根本上抑制副反应的持续发生。