水系锌金属电池因锌资源丰富、理论比容量高（820 mAh g-1）、体积容量大（5855 mAh cm-3）以及氧化还原电位低（-0.76 V vs SHE），被视为下一代低成本、安全水系储能的关键体系之一。然而，Zn/电解液界面本征不稳定性——枝晶生长、析氢反应（HER）、腐蚀与钝化相互耦合——严重损害负极可逆性，导致库伦效率低、循环寿命短。
针对这一挑战，我院王漾教授教授团队-安明伟副教授联合电子科技大学牛晓滨教授团队-吴宝山副研究员提出在Zn表面构建富勒烯基聚合物界面（PC60）的电子限域策略。通过可交联富勒烯衍生物FPPS单体的设计与热聚合，在Zn表面构建约100 nm致密均匀的PC60层。PC60凭借C60深LUMO诱导界面电荷再分布，构筑电负性钝化界面，同步实现电子限域、静电屏蔽（阻挡SO42-、多碘化物）、疏水排斥与亲锌促进（Zn2+去溶剂化与选择性传输）四重功能。基于此，PC60/Zn对称电池稳定循环超5500 h（裸Zn仅450 h短路），半电池5500圈库伦效率>99.9%（裸Zn约344圈失效），ZnI2全电池在14.93 mg cm-2高载量下循环1000圈容量保持>96%（裸Zn 605圈衰减约80%）。本工作将电子限域确立为解耦Zn氧化还原与寄生反应、重构Zn/电解液界面电子结构以稳定水系锌金属电池的有效新策略。
该项研究成果以“A Fullerene-Based Interphase Confines Interfacial Electrons forLong-Lived Zinc Metal Anodes in Aqueous Electrolytes”为题发表于国际学术期刊《Journal of the American Chemical Society》。福建师范大学为论文第二单位，我院2024级硕士研究生张廷阔为论文共同第一作者，我院王漾教授为共同作者，我院安明伟副教授、电子科技大学吴宝山副研究员、赵攀峰研究员和牛晓滨教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家科技重大专项以及中央高校基本科研业务费专项资金等项目的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c11153
