摘要：对于水系锌电池而言，引入有机共溶剂是一种常见且经济有效的电解质工程方法，其能够重塑电解质的溶剂化环境，并调节锌金属电极上的界面电化学。因此，阐明控制界面动态演化和电化学性能的机制对于指导共溶剂的选择至关重要。

对于水系锌电池而言，引入有机共溶剂是一种常见且经济有效的电解质工程方法，其能够重塑电解质的溶剂化环境，并调节锌金属电极上的界面电化学。因此，阐明控制界面动态演化和电化学性能的机制对于指导共溶剂的选择至关重要。

在此，厦门大学乔羽、邹业国, 华中科技大学冯光等人将先进的原位光谱技术与理论计算相结合，在分子水平上解析界面演化。研究发现，共溶剂不仅削弱了水分子之间界面氢键网络的连通性，从而阻碍了H + 的转移，还加速了Zn2+溶剂化/去溶剂化的界面动态转变，使其从瞬态转变为稳态。第一作者为2024级博士研究生余小雨同学。

此外，作者观察到共溶剂和水之间存在动态吸附取代，这削弱了作用于界面水的电场强度。进一步地，作者证明了共溶剂可以通过间接调节途径来改变钝化层的成分含量和分布，而不是通过典型的自分解机制。这些多维度的见解填补了共溶剂功能方面的知识空白，为调整下一代水系电池的溶剂化结构和界面动力学提供了合理的原则。

图1. 动态吸附取代

总之，该工作通过系统的实验和理论研究，揭示了有机共溶剂在水系锌电池中的多维度调控机制，为优化电解质设计提供了重要的理论基础和实践指导。研究结果表明，共溶剂不仅通过重构氢键网络和加速界面动态转变来改善电池性能，还通过调控钝化层的组成和分布来增强锌电极的稳定性。

然而，仍需进一步的实验验证和对其他共溶剂的研究，以全面理解其在电池性能中的作用。整体而言，该工作为未来水系锌电池的研究和开发提供了新的视角和思路。

图2. 应用场景及电池性能

Deciphering multi-dimensional interfacial mechanisms via organic cosolvent engineering for sustainable zinc metal batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-025-59069-7

乔羽 教授，博士生导师，厦门大学化学化工学院 / 固体表面物理化学国家重点实验室，中国福建能源材料科学与技术创新实验室（嘉庚创新实验室）。研究内容：二次电池相关新型储能体系（富锂、高镍等高电压正极材料中阴离子氧化还原机理，电极电解液表界面电化学过程及相关溶剂化构型改性研究，二次电池产气精细分析等）；电化学原位谱学表征（电化学原位气相质谱色谱联用、Raman、红外等）。学术成果：以第一作者和通讯作者身份在Nature Energy (2篇), Nature Catalysis, Joule (5篇), Angew. Chem. (5篇), Energy Environ. Sci. (4篇), Adv. Mater. (6篇), Adv. Energy Mater. (5篇) 等科研期刊发表学术论文50余篇。

冯光 1980年9月生。华中科技大学能源与动力工程学院二级教授/博导，国家杰出青年科学基金获得者，英国皇家化学学会会士。2002、2005年分别获华中科技大学学士、硕士学位，2010年获美国Clemson大学博士学位，2010年11月至2013年12月在美国Vanderbilt大学和FIRST能源前沿研究中心先后以博士后和研究助理教授从事研究工作，2013年11月加入华中科技大学能源与动力工程学院和煤燃烧国家重点实验室任教授/博导。研究工作具有能源与物理、化学、材料等方向相交叉的学科特点；已发表英文书籍3章、SCI期刊论文百余篇，其中第一/通讯作者论文80余篇（包括Nature Materials、Nature Computational Science、Nature Communications、Physical Review Letters、Physical Review X、Advanced Materials、Angewandte Chemie、Chemical Reviews等），H因子50。

来源：MS杨站长