作为新一代储能替代技术，锌基储能器件（ZES）具有资源丰富、成本低廉、安全环保等优点，但同时存在正极材料的循环稳定性差，锌负极的枝晶、析氢反应（HER）和表面副产物生成等问题。生物质材料因其独特的分子结构、可形成的新颖孔道结构、表面积与活性位点可控、以及官能团对锌离子和水分子的亲和力高等优点，可与ZES设计兼容结合，解决目前ZES所面临的挑战。

本文聚焦生物质材料在锌基储能器件的作用机制，系统总结了生物质材料在正极、电解质、隔膜、负极等方面的利用策略和作用机理，重点讨论了其调节正极材料电荷储存行为，重塑锌的溶剂化结构并调节水活性，与锌离子、溶剂分子之间的相互作用等。基于对文献的分析总结，提出：（1）生物质材料成分、结构的复杂性给理解其在正极材料中的增强机制带来挑战；（2）基于生物质的电解质中HER的降低主要基于降低的水活度，当用含水和非水溶剂的混合物将其转移到共晶凝胶中时，需要用更复杂的离子迁移机制来阐述；（3）生物质材料的传通道中的分子间相互作用和输运行为可能调节离子通量，但有利于特定锌织构沉积的生物质材料类型还不明确；（4）生物质材料因其亲锌/亲水基团在保护锌表面和操纵锌表面反应方面表现出多样性和灵活，但其复杂的分子系统使识别协同效应具有挑战性。我们进一步对生物质材料结合ZES的发展方向提出了展望：（1）对生物质材料应用机制的探讨；（2）锌基电解液理化性质的调节；（3）稳定电解液-锌界面的设计；（4）多功能新型锌基储能器件的开发。

袁度，2012年7月毕业于新加坡国立大学材料科学与工程系，获博士学位。随后在新加坡国立大学、南洋理工大学进行博士后研究，2020年11月入职长沙理工大学材料科学与工程学院。主要从事材料表界面和水系可充锌离子电池的研究，包括锌织构调控，SEI构建，新型电解质研发。

Yang X, Nie X, Tang C, et al. Biomass materials for zinc-based sustainable and green energy storage devices: Strategy and mechanism. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907031.