近年來，隨著對智能可穿戴設備及大規模儲能的需求不斷增加，安全性、低成本和高能量密度成為下一代儲能技術所考量的核心要素。水系鋅金屬電池（AZMBs）因其環境友好、成本低且安全性高，在應用方面極具潛力。然而，在鋅可逆沉積過程中，不良的晶格失配會逐漸累積并持續加劇，這嚴重限制鋅負極的放電深度，顯著阻礙水系鋅金屬電池在實際應用中充分發揮其能量密度潛力。應對這一巨大挑戰對于推動水系儲能的商業化應用至關重要。

       近日，我院侯仰龍教授/張隆副教授團隊與復旦大學、北京科技大學等單位合作，聯合提出基于協同增強晶面選擇性吸附的創新策略，成功實現鋅（002）晶面擇優取向沉積的有效調控。研究表明，利用超分子化學中的主客體相互作用能夠協同增強對鋅晶面的選擇性吸附能力，有利于在高電流密度/大面積容量工況下實現均勻的鋅（002）晶面沉積。同時，鋅表面有序錨定的超分子復合單元界面的空間位阻效應，不僅能構建貧水界面有效抑制副反應，還具備離子緩沖帶的作用，緩和快速的反應動力學，從而使離子流和電場均勻化。得益于超分子復合單元的上述優勢，組裝的鋅對稱電池表現出卓越的循環穩定性（5800小時）。在循環間歇測試模式下，對稱電池在累計靜置時間為1750小時的情況下仍能穩定運行，展現優異的抗日歷老化性能。此外，組裝的Zn/MnO2軟包電池實現較長的使用壽命（在1 A g?1的電流密度下循環1000次），容量保持率為84.9%，并成功用于智能手機和發光器件供電。

      該項工作強調超分子復合單元在調控鋅金屬界面晶體取向方面的重要作用，為提高水系鋅金屬電池中鋅負極的可逆性提供一種頗具前景的策略，有望為水系電池化學帶來新的啟示。該成果以“Synergistically enhancing the selective adsorption for crystal planes to regulate the (002)-texture preferred Zn deposition via supramolecular host-guest units”為題發表于國際知名期刊Energy & Environmental Science（影響因子32.4），復旦大學盧紅斌教授、中山大學侯仰龍教授、張隆副教授為本論文通訊作者。上述工作得到國家自然科學基金項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金項目、深圳市基礎研究項目、中央高校基本科研業務費（中山大學）專項資金等項目資助。原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D5EE00763A

圖1. 超分子主客體單元協同增強晶面選擇性吸附的機理示意圖