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集流体作为反应位点，在影响新兴经济高效的锌基液流电池（Zn基FB）的各种电化学性能方面起着至关重要的作用。3D碳毡（CF）是常用的，但在改善锌金属镀层/剥离方面缺乏有效性。
基于此，港城大支春义开发了一种具有重力诱导梯度铜纳米颗粒（CF-G-Cu-NPs）的集流体，该集流体将梯度电导率和亲锌性结合起来，以调节锌沉积并抑制副反应。
密度泛函理论（DFT）计算证实，CF-G-Cu NPs电极通过亲锌Cu/CuZn5合金调节Zn的成核和生长。
有限元模拟表明，梯度内部结构有效地优化了局部电场/电流场分布，以调节Zn2+通量，改善了Zn金属的自下而上镀覆行为，并减轻了顶面枝晶生长。
因此，使用CF-G-Cu NPs电极的锌基不对称FBs在640小时内实现了30 mAh cm-2的面积容量，在40 mA cm-2下的库仑效率为99.5%。
集成碘化锌FBs具有2910小时（5800次循环）的竞争性长期寿命，每次循环的能量效率衰减为0.062%，在100 mA cm-2的高电流密度下具有112800 mAh cm-2的累积容量。
这种梯度分布策略为开发锌基FB系统提供了一种简单的模式。
Gradient Distribution of Zincophilic Sites for Stable Aqueous Zinc-Based Flow Batteries with High Capacity
Adv. Mater. 2024, 2414388
https://doi.org/10.1002/adma.202414388
文章来源：电解质前沿
《钠离子电池技术发展与产业前景研究报告》
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