中新網(wǎng)合肥3月25日電 (記者 吳蘭)記者25日從中國科學技術大學獲悉，該校談鵬教授團隊近日成功開發(fā)了原位3D pH可視化技術，實現(xiàn)水系鋅電池界面化學分層三維可視化。

　　據(jù)悉，這一在水系鋅電池研究領域取得新進展的相關研究成果，日前發(fā)表于國際知名期刊《美國化學學會能源快報》(ACS Energy Letters)，并被選為封面論文。

　　水系鋅電池憑借其本征安全、低成本與環(huán)境友好等優(yōu)勢，在下一代大規(guī)模儲能中表現(xiàn)出巨大潛力。

　　然而，金屬鋅負極在水系電解液中的界面不穩(wěn)定性嚴重阻礙了商業(yè)化進程，其表面鈍化及自腐蝕等問題相互耦合，導致電池循環(huán)壽命遠低于理論預期。因此，發(fā)展新技術對于揭示水系鋅電池的失效機制以及提高電池性能具有重要意義。

　　針對上述問題，研究團隊設計了一種可進行光學觀測的電化學測試裝置，并在電解液中引入熒光pH指示劑，通過激光共聚焦成像技術等方式，實現(xiàn)了反應界面pH場在三維空間中的實時監(jiān)測與高精度定量重構。

　　借助這一工具，研究團隊對鋅電極界面化學環(huán)境進行了實時監(jiān)測。結果表明，無論在靜置還是電化學運行過程中，鋅電極界面都會形成穩(wěn)定的豎直化學分層。研究團隊還結合多物理場模擬等，揭示了一個全新的電極失效機制。

　　該工作不僅為水系鋅電池中金屬負極的失效機制提供新見解，也為其他水系金屬電池的理性設計提供普適性指導。(完)