一种绿色且性能优异的几丁质水凝胶，用于开发高性能锌阳极，以实现可持续能源存储

《Green Chemistry》：A green and robust chitin hydrogel toward a high-performance Zn anode for sustainable energy storage

水系锌电池因环保低成本受关注，但锌枝晶和副反应限制应用。研究利用可降解甲壳素制备水凝胶，其极性基团、纳米孔和机械强度促进锌离子去溶剂化、导电及均匀沉积，抑制枝晶和副反应。锌电极循环2500小时，库仑效率达99.6%。生命周期评估显示甲壳素水凝胶在环保和成本上优于传统隔膜，为可持续锌电池提供新方案。

　　

水基锌电池（AZBs）由于其高度的环境兼容性和低成本等固有优势，在绿色能源存储领域受到了广泛关注。然而，诸如锌 dendrite（树枝晶）生长无法控制以及锌阳极处发生的有害副反应等问题严重限制了 AZBs 的实际应用。在这里，我们利用壳聚糖（一种丰富且可生物降解的海洋多糖）来解决这些挑战。通过使用绿色碱性/尿素溶剂体系制备的壳聚糖水凝胶具有丰富的极性基团、均匀的纳米孔结构以及出色的机械强度。这些特性有助于促进水合锌离子（Zn²⁺）的脱溶剂作用，提高锌离子的导电性，并实现锌离子的均匀沉积，从而有效抑制锌 dendrite 的形成和副反应。在 1 mA cm^?2/1 mAh cm^?2 的电流密度下，该锌阳极的循环寿命可达 2500 小时，在 2000 次循环后平均库仑效率（CE）仍达到 99.6%。值得注意的是，生命周期评估表明，壳聚糖水凝胶在环境可持续性和成本效益方面均优于传统隔膜，使其成为可持续 AZBs 的理想绿色选择。