Zinc utilization rate in aqueous batteries: Regulation of interfacial thermodynamics and kinetics

热力学 电解质 水溶液 化学 动力学 工作(物理) 成核 阳极 动能 储能 沉积(地质) 材料科学 热力学定律 能量学 化学工程 扩展不可逆热力学 非平衡态热力学
作者
Zeyu Wang,Jiahao Chen,Zefang Yang,Yuhang Liu,Sirui Li,Wanhai Zhou,Min Wang,Dongyuan Zhao,Dongliang Chao
出处
期刊:National science open [EDP Sciences]
卷期号:4 (6): 20250044-20250044 被引量:12
标识
DOI:10.1360/nso/20250044
摘要

Zinc-based aqueous batteries (ZABs) are promising candidates for grid-scale energy storage owing to zinc’s high theoretical capacity, inherent safety, environmental benignity, and low cost. However, their deployment is hindered by limited cycle life and insufficient energy density, primarily due to an inefficient zinc utilization rate (ZUR) and interfacial instability. Distinct from previous reviews that mainly survey material modifications, this work examines anode failure modes within a unified framework of interfacial thermodynamics and kinetics. We systematically elucidate how unfavorable thermodynamic barriers and kinetic limitations in ion transport and charge transfer synergistically trigger dendritic growth, corrosion, passivation, and mechanical pulverization, thereby constraining the ZUR. Building on these insights, we critically evaluate recent advances in electrolyte engineering, interfacial functionalization, and host design, with emphasis on their mechanisms for modulating nucleation thermodynamics and deposition kinetics. Finally, we propose actionable design principles that highlight the thermodynamic and kinetic balance as a prerequisite for durable, high-utilization zinc anodes, thereby translating fundamental insights into scalable, high-energy ZAB technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wanci应助飛666采纳,获得10
刚刚
刚刚
刘豆豆发布了新的文献求助10
1秒前
Wang_ZiMo发布了新的文献求助10
1秒前
SciGPT应助与落采纳,获得10
2秒前
2秒前
七个丸子完成签到 ,获得积分10
3秒前
JOhn发布了新的文献求助10
3秒前
lyy完成签到,获得积分10
4秒前
东方元语应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
4秒前
dde应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
5秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
舒心的菀发布了新的文献求助10
5秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
搜集达人应助研友_惊鸿采纳,获得10
6秒前
Man发布了新的文献求助10
6秒前
我是老大应助贾硕士采纳,获得10
7秒前
所所应助sung采纳,获得10
8秒前
日富一日的fighter完成签到,获得积分10
8秒前
Wang_ZiMo发布了新的文献求助10
9秒前
维E真发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
常宝怡完成签到,获得积分20
11秒前
14秒前
研友_惊鸿发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
上官若男应助飛666采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
Wang_ZiMo发布了新的文献求助10
20秒前
斑驳发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638098
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211411
关于积分的说明 19758652
捐赠科研通 7205015
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275778
关于科研通互助平台的介绍 2437385
邀请新用户注册赠送积分活动 2272954