Spurenmenge von Nitrilotriacetat induzierte Elektrolytentwicklung und strukturierten Oberflächen für stabile Zn-Anoden

Zusammenfassung Das Wachstum von Dendriten und die Wasserstoffentwicklung sind bedeutende Herausforderungen für die Entwicklung von Zn-Metall-Wasserbatterien als vielversprechende Lösung für die Energiespeicherung. Hier wird gezeigt, dass Trinatriumnitrilotriacetat (Na 3 NTA) als Elektrolytzusatz die Reversibilität des Verzinkungs-Entzinkungsprozesses verbessert. NTA 3− Anionen haben das Potenzial, nicht nur Wassermoleküle in der Solvationshülle von Zn 2+ Ionen zu ersetzen, sondern auch eine zinkophilische Elektrolyt/Zn-Anoden-Schnittstelle zu konstruieren und die Aktivität von Wassermolekülen zur Stabilisierung der Zn-Anode zu unterdrücken. Die Einführung von Na 3 NTA kann effektiv Nebenreaktionen, die aus der aktiven Wasserzerlegung resultieren, verringern und gleichzeitig zur Bildung einer gut definierten (002) Texturstruktur führen. Infolgedessen zeigt eine Zn||Zn symmetrische Zelle mit einem modifizierten Elektrolyten eine Lebensdauer von bis zu 3000 h bei einer Abschneidekapazität von 1 mA h cm −2. Darüber hinaus zeigt eine Zn||V 2 O 5 Vollzelle eine verbesserte Kapazitätsrückhaltung von 83,2 %, selbst nach 8000 Zyklen. Es sind keine bemerkenswerten Dendriten zu beobachten, selbst nach langen Zyklen in symmetrischen und Vollzellen. Aufgrund des kostengünstigen Materials und der einfachen Herstellung des Na 3 NTA-Zusatzes könnte diese Elektrolytstrategie die industrielle Anwendung von wässrigen Zink-Ionen-Batterien fördern.