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Die wässrige Zink-Ionen-Batterie wird als eines der vielversprechendsten Geräte für großangelegte Energiespeichersysteme angesehen, aufgrund ihrer hohen Sicherheit, Kosten-Effizienz und wettbewerbsfähigen elektrochemischen Eigenschaften. Allerdings hindert das Dendritenwachstum auf Zinkmetallanoden ihre weiteren praktischen Anwendungen erheblich, und der interne Mechanismus der Dendritenentwicklung ist noch unklar. Die Einführung einer Schutzschicht an der Anodenoberfläche ist eine effektive Methode, um das Wachstum von Zinkdendriten zu verhindern. Hierbei wird ein zweidimensionaler (2D) atomarer Oberflächen-Diffusionsmechanismus vorgeschlagen, um die Entwicklung der Zinkabscheidung von kleinen Vorsprüngen zu Dendriten unter ungleichen elektrischen und ionischen Feldern zu erläutern. Darüber hinaus wird die leitfähige Kupferinitrid (CN) Schutzschicht auf der Zinkmetalanode durch einen einfachen und skalierbaren Magnetron-Sputteransatz hergestellt. Ihre Schutzschicht weist eine hohe Zinkaffinität und eine hohe Diffusionsbarriere für die Migration von Zinkatomen auf, was zu großzügiger Nukleation und gleichmäßiger Zinkabscheidung führt und somit die elektrochemische Stabilität erheblich steigert. Zum ersten Mal wird die Rolle des eingeschränkten 2D atomaren Oberflächen-Diffusionsmechanismus aufgezeigt, der die Bildung von kleinen Zinkvorsprüngen, die ungleiche elektrische und ionische Felder induzieren, hemmt. Diese Arbeit kann neue Erkenntnisse für zukünftige Forschungen zu dendritenfreien Zinkmetallanoden durch interfaciale Modifizierung liefern.
Yang et al. (Fr,) haben diese Frage untersucht.