Una estrategia dual de nivelación y blindaje que permite que los ánodos de zinc estables exhiban una impedancia...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías acuosas de iones de zinc (AZIB) son prometedoras para el almacenamiento de energía a gran escala.
• La formación severa de dendritas y la corrosión afectan a los ánodos de zinc en los AZIB.
• Los planos cristalinos desiguales y las capas de pasivación en los ánodos de zinc son las principales causas de estos problemas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia sinérgica para los planos cristalinos uniformes y las capas de protección de los ánodos de zinc.
• Para estabilizar la interfaz de ánodo de zinc para mejorar el rendimiento de AZIB.
• Para abordar los desafíos de las dendritas y la corrosión en los AZIB.

Principales métodos:

• Se empleó una doble estrategia que incluía una capa de indio (In) de bajo punto de fusión y una capa de blindaje externa de ZnF2.
• La capa de indio actuó como agente nivelador, promoviendo la deposición uniforme de zinc.
• La capa de ZnF2 proporcionó inhibición de la corrosión y aceleró la disolución de Zn(H2O) 6^2+.

Principales resultados:

• La célula simétrica ZnF2@In@Zn exhibió una impedancia interfacial ultra baja (<10 Ω) y una vida útil de ciclo superior a 2800 horas.
• Se logró un voltaje de polarización bajo (21,8 mV a 5 mA cm-2), una mejora significativa con respecto a los ánodos de Zn desnudos (75,8 mV).
• La célula completa (ZnF2@In@Zn//NH4V4O10) mantuvo una capacidad del 79,5% después de 10.000 ciclos a 3 A g-1.

Conclusiones:

• La estrategia dual de nivelación y blindaje propuesta estabiliza efectivamente los ánodos de zinc en los AZIB.
• Este enfoque mitiga la formación de dendritas y la corrosión, mejorando el rendimiento electroquímico.
• La estrategia ofrece una vía prometedora para el desarrollo de ánodos metálicos duraderos y de alto rendimiento para aplicaciones de almacenamiento de energía.