Data‐Driven Additive Discovery with HOMO‐Descriptor Enables Durable Aqueous Zinc Batteries via Interfacial Kinetics Engineering

材料科学 动力学 枝晶(数学) 阳极 法拉第效率 水溶液 电化学 纳米技术 电解质 化学工程 物理化学 电极 数学 工程类 物理 量子力学 化学 几何学
作者
Shaohua Han,Yankai Zheng,Xu Zhang,Saad Alshammari,Weijie Fan,Siyuan Yin,Zeinhom M. El‐Bahy,Hamdy Khamees Thabet,Shen Gong,Bingan Lu,Yangyang Liu,Jiang Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (45): e11814-e11814 被引量:42
标识
DOI:10.1002/adma.202511814
摘要

Abstract Dendritic growth and parasitic reactions severely hinder aqueous Zn‐ion batteries due to interfacial instability and uncontrolled charge transfer. Here, a machine learning‐accelerated strategy for rational additive screening, establishing a predictive framework that links the highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level to the adsorption and reduction behavior of Zn 2+ , is reported. An interpretable machine learning model (Adaptive Boosting), trained on a curated molecular dataset, achieves high accuracy (Mean Squared Error = 0.2977, Pearson Correlation Coefficient = 0.8032) in HOMO prediction. Guided by this model, 4‐dimethylaminopyridine is identified as a high‐performance additive, which can suppress Zn dendrite formation by slowing interfacial charge transfer and mitigating local ion starvation through kinetic matching between mass transport and deposition. Moreover, 4‐dimethylaminopyridine effectively excludes interfacial H 2 O molecules, significantly inhibiting parasitic reactions. Consequently, Zn anode delivers high reversibility of plating/stripping with an average coulombic efficiency of 99.85% over 1600 cycles. The 0.3‐Ah NaV 3 O 8 ·1.5H 2 O|Zn pouch cell delivers stable cyclability for 70 days, with a capacity retention of 73% after 250 cycles. This work pioneers the integration of machine learning with interfacial electrochemistry, offering a generalizable approach for additive discovery and electrolyte design, and sets a new paradigm for achieving dendrite‐free metallic anodes in aqueous systems.
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
刚刚
水之虞完成签到,获得积分10
刚刚
东风徐来完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
律政先锋发布了新的文献求助30
刚刚
华仔应助Me采纳,获得10
1秒前
慕青应助优秀笑寒采纳,获得10
1秒前
爱笑涔雨完成签到,获得积分10
1秒前
cccchen发布了新的文献求助10
1秒前
SKSK发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
王富贵发布了新的文献求助10
2秒前
Owen应助孤独的寒烟采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
可爱的函函应助母艳华137采纳,获得10
3秒前
HAO发布了新的文献求助10
3秒前
闫究生发布了新的文献求助10
5秒前
慕豁发布了新的文献求助30
5秒前
高等会发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
汤汤发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
慕青应助合适夜绿采纳,获得10
7秒前
认真厉发布了新的文献求助10
7秒前
ding应助terence采纳,获得10
7秒前
mdJdm完成签到 ,获得积分10
7秒前
guojia发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
烟花应助chen采纳,获得10
9秒前
刚少kk完成签到,获得积分10
9秒前
赘婿应助小满采纳,获得10
9秒前
wrj完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Owen应助咕噜噜噜采纳,获得10
11秒前
11秒前
wrj发布了新的文献求助10
12秒前
rao完成签到 ,获得积分10
12秒前
13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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 7621492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9196629
关于积分的说明 19713200
捐赠科研通 7193003
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272838
关于科研通互助平台的介绍 2435269
邀请新用户注册赠送积分活动 2267967