Eletrolítico Gel Biodegradável Suprimindo Problemas Induzidos por Água para Anodos de Zinco Metálico de Longa Vida

Devido às propriedades inerentes dos eletrólitos aquosos, as baterias aquosas de íons de zinco são consideradas um sistema promissor de armazenamento de energia. Infelizmente, os problemas induzidos pela água, como a evolução de hidrogênio e a reação de corrosão, ocorrem inevitavelmente na superfície do ânodo de Zn durante o ciclo, levando a um desempenho eletroquímico pobre. O eletrólito em gel polimérico reduziria as reações parasitas associadas à água. No entanto, o polímero não degradável é prejudicial ao meio ambiente. Aqui, com o objetivo de aliviar os sérios problemas derivados da água e questões ambientais, uma goma arábica biodegradável foi proposta para servir como um eletrólito hidrogel para baterias aquosas de íons de zinco. A atividade eletroquímica da água poderia ser reduzida pela rede de ligações de hidrogênio entre a goma arábica e a água. Assim, a corrosão e a reação de evolução de hidrogênio (HER) podem ser restringidas pelo uso do eletrólito em gel preparado. Comprovado pela espectrometria de massa online, foi encontrado que a menor quantidade de H2 é detectada na célula simétrica Zn||Zn baseada no eletrólito em gel durante os processos de deposição/remoção de Zn, mostrando a HER inibida. Além disso, o subproduto no ânodo de Zn é praticamente não observado durante o ciclo ao usar o eletrólito em gel obtido. Uma distribuição uniforme de íons de zinco pode ser alcançada para mitigar o crescimento de dendritos de Zn no eletrólito em gel. Portanto, a célula simétrica Zn||Zn baseada no eletrólito em gel exibe uma longa vida útil de mais de 1300 h, que é mais longa do que a no eletrólito aquoso. Além disso, a bateria híbrida de íons Zn||LiFePO4 baseada no eletrólito em gel mostra uma retenção de capacidade melhorada ao suprimir as reações relacionadas à água.