発表时间:
05月09日 15:48
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このたび、浙江大学は、Nature系列の学術誌 ScienceDirect において「The synergistic effect induced by “Z-bond” between cations and anions achieving a highly reversible zinc anode」と題した論文を発表しました。本研究では、当社CHEMFISHが提供するイオン液体添加剤 BMImFSI を用いることにより、水系亜鉛イオン電池(AZIBs) の分野において重要な研究成果が得られました。

水系亜鉛イオン電池(AZIBs)は、高エネルギー密度、低コスト、環境適合性に優れることから、リチウムイオン電池の有力な代替技術として注目されています。しかし、亜鉛デンドライトの成長や水分子による副反応(例えば、水素発生反応や化学的腐食)により、その実用化には課題が残されています。従来の界面修飾や電極構造の最適化は、製造プロセスが複雑でコストが高いといった問題があるため、電解液の最適化が重要なブレークスルーの鍵とされています。

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724029837
浙江大学の研究チームは、当社 CHEMFISH が提供するイオン液体添加剤 BMImFSI(CAS: 1235234-58-8) を用いて、電気二重層(EDL)の調整を実現し、以下のメカニズムに基づいて優れた性能を発現させました。
「Z結合」による協同吸着:BMIm⁺カチオンと FSI⁻アニオンは、強い静電相互作用および水素結合によりジグザグ状の吸着構造(Z結合)を形成し、水分子よりも優先的に亜鉛アノード表面に吸着します。これにより、低水活性の電気二重層(EDL)が構築され、水分解による副反応(ガス発生や腐食)を効果的に抑制します。
鉱化SEI膜とイオン分散層の形成:FSI⁻は分解して鉱化型固体電解質界面(SEI)膜を形成し、電極と水との直接接触を遮断するとともに、亜鉛イオンの迅速な伝導を促進します。一方、BMIm⁺はこの SEI 膜上にイオン分散層を形成し、亜鉛イオンの均一な析出を助け、2次元拡散による樹枝状成長を抑制します。
論文では、実験に使用された BMImFSI(純度99%)が、低水活性EDLの構築と安定SEI膜形成の中核成分であることが明記されています。研究チームは、2M ZnSO₄ 水系電解液に対し