近日，课题组易维海硕士以题“Synergistic ion adsorption and electron transfer in porphyrin-based conjugated microporous polymers enabling stable Zn anodes”发表于Chemical Engineering Journal（IF:13.2，中科院一区）期刊上。

锌离子电池在实际应用中仍面临诸多挑战，尤其是负极材料在中性电解液环境中存在严重的枝晶生长、腐蚀以及钝化等问题。锌枝晶的生长会导致电池内部短路，极大地缩短电池的循环寿命；而锌负极的腐蚀和钝化则会降低电池的库仑效率和倍率性能，严重制约了锌离子电池的进一步发展和商业化应用。本研究设计了含互联离子传输通道的卟啉基共轭微孔聚合物（PCMP），用于修饰锌阳极。PCMP 的卟啉中心通过金属 - 配体配位促进 Zn²⁺吸附，互联通道保障 Zn²⁺高效扩散，实现锌快速均匀沉积；其扩展共轭结构促进电子离域，提升电子接受能力，缓解界面电荷积累。

实验表明，PCMP 兼具疏水性与亲锌性，能减少锌阳极与水接触以抑制析氢和腐蚀，且不阻碍 Zn²⁺传输。PCMP@Zn 对称电池在 5 mA cm⁻² 下稳定循环 2000 小时，30 mA cm⁻² 下仍表现优异；PCMP@Zn//PCMP@Cu 非对称电池在 2.5 mA cm⁻² 下可逆锌沉积 / 剥离超 3500 次；PCMP@Zn//NVO 全电池在 3 A g⁻¹ 下循环超 4000 次，2×2 cm² 软包电池也展现实用潜力。该研究通过 PCMP 的离子吸附与电子转移协同作用，为解决锌阳极问题提供新策略，对推动 ZIBs 实用化意义重大。

论文连接：10.1016/j.cej.2025.167625

该项工作得到甘肃省科技重大专项(22ZD6GA008)和甘肃省自然科学基金重点项目(23JRRA789) 等项目的支持。