海南大学在新型海水电池研究上取得新突破

近日，海南大学海洋清洁能源创新团队在材料科学领域顶级期刊《Advanced Materials》（《先进材料》）上发表研究论文，提出了一种能够有效抵抗海水腐蚀的锌金属电池技术，为开发兼具低成本和高稳定性的海洋电力能源存储技术提供了新思路。

水系锌离子电池具有高安全、低成本和环境友好等优势，被认为是极具应用潜力的下一代电化学储能技术。目前，水系锌离子电池普遍采用超纯水作为电解液溶剂，但它较高的生产与运输成本制约了其大规模应用。相比之下，海水资源丰富、应用成本低且具有高离子电导率，若能直接用作电解液溶剂，能够推动海水资源高价值利用。

然而，海水中高氯离子组分容易导致锌金属负极腐蚀、枝晶生长和副产物等问题，严重制约了海水电解液的实际应用。

针对这一问题，该研究团队通过超声喷涂技术，在锌负极表面构建了包括乙酰丙酮锌、氧化锌等在内的系列抗腐蚀涂层。研究发现，乙酰丙酮锌凭借稳定的四面体金属-有机配位结构展现出优异性能：其电负性羰基可有效排斥氯离子，抑制腐蚀；低活化能垒与稳定pH环境减少了析氢等副反应；卓越的锌亲和力促进锌离子均匀沉积，加速离子传输动力学。

实验结果显示，基于乙酰丙酮锌改性的对称电池在5毫安时每平方厘米的电流密度和海水电解质中可稳定循环超4268小时，去离子水电解质中也能稳定运行超3500小时。组装的全电池在1安每克下循环250次后，仍保持289.3毫安时每克的高比容量。

这项研究为耐腐蚀海水锌离子电池的开发应用提供了可行的界面设计方案，显著提升了电池循环稳定性，对推动低成本、可持续的海洋电能存储技术发展具有重要意义。

据了解，海南大学博士生周传聪、副教授邢振月为论文共同第一作者，海南大学副教授史晓东、教授田新龙为论文共同通讯作者。该研究得到了海南省院士创新平台科研项目、海南省重点研发计划 、海南大学海洋科技协同创新中心、国家自然科学基金及海南大学高层次人才科研启动基金等多个项目的支持，相关表征工作由海南大学皮米电镜中心协助完成。