تنظيم مواقع تَخِثُّر الزنك وتوزيع المجال الكهربائي لتحقيق قُطب زنك معدني عالي الأداء من خلال تَخطيط السطح

فهم سلوك ترسيب الزنك (Zn) وتحسين قابلية إزالة الزنك والترسيب يعتبران مهمين في تطوير بطاريات الكاتيون الزنك المائية العملية (AZIBs). الزنك المعدني وفير، وذو تكلفة منخفضة، وآمن بطبيعته مقارنة بالليثيوم. ومع ذلك، فإن نمط نموهما غير المتجانس المشابه يضر بعملية الاستخدام العملي. هذه الدراسة تقدم طريقة سهلة، وقابلة للتوسع، ولكن فعالة لتطوير زنك مخطط بعمق ذو خدوش أحادية الاتجاه على السطح التي تحقق كهربائيًا سعة سطحية متراكمة عالية تصل إلى 5530 مللي أمبير في الساعة سم-2 مع ترسيب الزنك المتجانس. في الخلايا المتماثلة، يقدم الزنك المخطط أداءً ثابتًا خلال 1100 ساعة (مقابل 250 ساعة للزنك العاري) عند 0.5 مللي أمبير سم-2 لـ 0.5 مللي أمبير ساعة سم-2 وانخفاض في جهد التكوّن والترسيب إلى 120.5 و 41.8 مللي فولت. تكشف الميكروسكوبية البصرية في الموقع ومحاكاة COMSOL أن طوبوغرافيا السطح المخطط يمكن أن 1) ت homogenize توزيع المجال الإلكتروني على سطح الزنك وتنظم تخثر الزنك ونموه، و 2) توفر فضاءً ماديًا لاستيعاب الرواسب الزنكية، وتمنع انفصال الزنك