Anodos de Zn sem dendritos possibilitados pela engenharia de interface para baterias Zn-ar e Zn-íon não alcalinas

As baterias de zinco-metal à base de água apresentam imensa promessa para aplicações de armazenamento de energia em larga escala devido à sua relação custo-benefício e características de segurança superiores. No entanto, o crescimento descontrolado de dendritos, corrosão e reações colaterais em ambientes aquosos desestabilizam o eletrodo/eletrolito, levando à irreversibilidade do revestimento/desprendimento de Zn. Neste trabalho, um aditivo eletrolítico funcional, não tóxico e de baixo custo, o brometo de tetrilamônio (TEAB), aborda esse desafio. A adsorção preferencial do TEAB na superfície do ânodo de Zn confere à interface Zn/eletrolito uma distribuição otimizada de campo elétrico e abundantes sítios ativos para a deposição uniforme e sem dendritos de Zn2+. Além disso, o TEAB interrompe a rede de ligações de hidrogênio entre os eletrólitos, suprimindo efetivamente reações colaterais e corrosão induzidas por água. Consequentemente, uma bateria simétrica Zn||Zn alcança uma longa vida útil de ciclo de 4.950 h a 1 mA cm-2, e a eficiência coulombica média da bateria Zn||Cu atinge até 99,5%. Além disso, mesmo após 2.000 ciclos a 3 A g-1, a retenção de capacidade da bateria Zn||MnO2 permanece em 91,22%. As baterias Zn||ar não alcalinas apresentam notável estabilidade de ciclo por até 270 h.