近年來,，鋅離子水電池研究已成為電化學儲能領域的一個學術熱點。金屬鋅具有成本低廉,、安全性高、環(huán)境友好與能量密度高（820 mAh g-1 的高理論容量,、5822 mAh cm-3 的高體積能量密度）等優(yōu)點,。然而,，在電池循環(huán)過程中，鋅電極上枝晶的不可控生長對其應用構成了重大挑戰(zhàn),。為了解決這個問題,，人們探索了各種界面策略，并著重于構建具有保護性和親鋅性的界面,。許多界面策略都依賴于如金,、錫、銻,、銅和石墨烯這樣額外的外部材料,。盡管使用這些外部材料可以獲得不錯的性能，但不可避免地會產生額外的原材料成本與技術成本,，這在一定程度上限制了它們的廣泛應用,。此外，用這些外部材料構建界面通常涉及復雜的加工步驟,，由此產生的鋅電極與所構建表面之間的結構和成分異質性會影響界面穩(wěn)定性,。因此，設計一種無需額外添加物,，并且操作簡便的方案來構造表面保護層是極具吸引力的,。

基于此，我?；膶W院王舜教授和袁一斐教授研究團隊提出一種全新的界面改性策略,，即通過直接對購買來的鋅箔（保留表面氧化層）進行加熱處理，以此激活鋅箔內部的銅原子,，并使其向表面擴散,，最終成功在鋅箔表面制備出富銅保護層。團隊成員利用先進的3D原位光學顯微鏡分析,，發(fā)現在所構造的富銅層影響下,，電極表面的電沉積鋅過程是致密、均勻且無枝晶生成的,。并且,，借助激光共聚焦光學顯微鏡、晶體學建模以及理論計算結果,，揭示了在新構建的富銅表面上發(fā)生的是具有(101)取向的鋅電沉積過程,，這與傳統(tǒng)報道的(002)取向電沉積機制形成鮮明對比。此外,，電化學測試進一步表明,，改性后的鋅負極性能得到顯著提升。

本工作利用了鋅箔內部存在的少量銅雜質，通過對商業(yè)鋅箔（保留表面氧化層）進行簡單的熱處理,，在鋅箔表面構造了能夠抑制鋅枝晶生長,，并誘導電沉積鋅沿著Zn-（101）晶面生長的富銅保護層。通過對傳統(tǒng)的原位光學電池進行簡單改造,，實現了基于鋅電極“頂視角”的鋅沉積原位觀測,。相較于傳統(tǒng)的原位觀測模式（側視角），這種“頂視角”模式下的觀測不僅范圍更大,，并且能清晰地探究鋅電極表面的電沉積鋅機制,。

相關研究成果以“‘Pumping’ Trace Cu Impurity out of Zn Foil for Sustainable Aqueous Battery Interface”為題發(fā)表在國際頂級期刊《Advanced Materials》。我校為第一通訊單位,，我校化材學院碩士研究生鐘銳,、浙江工業(yè)大學碩士研究生王盛博為共同第一作者,，我校化材學院袁一斐,、王舜,、何坤教授，浙江工業(yè)大學王垚教授為共同通訊作者,。

本研究得到了以下項目的資助：浙江省自然科學基金（項目編號：LR23E020001）,、國家自然科學基金（項目編號：52372221、52202285,、52331009,、52472239）、WenZhou-2024R3001,、廣東省基礎與應用基礎研究基金（項目編號：2023B1515120095）,。

原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202420166