近日，浙江师范大学杭州高等研究院谢斌斌副研究员与胡勇教授合作在国际顶级学术期刊Angew上在线发表研究论文“Improved Interfacial Ion Migration and Deposition through the Chain–Liquid Synergistic Effect by a Carboxylated Hydrogel Electrolyte for Stable Zinc Metal Anodes”。该刊物是国际化学类顶级期刊之一（中科院一区TOP期刊），最新影响因子为16.823。浙师大硕士田聪和王洁蕾为论文的第一作者，王宏飞博士、谢斌斌副研究员和胡勇教授为通讯作者，浙师大为第一通讯单位。
水系锌离子电容器由于安全稳定、容量密度高、充放电速率快等优点，是解决当前能源危机和环境污染的重要储能技术之一。然而，在循环过程中锌金属表面发生的枝晶生长、析氢以及腐蚀等问题阻碍了锌负极在水系储能中的实际应用。近年来，水凝胶电解质由于兼具固态电解质的稳定性和液态电解质的快速离子传输动力学而被研究人员提出以解决上述问题。
本文开发了一种互穿双网络水凝胶电解质以实现快速离子扩散动力学和改善的电化学脱溶行为。分子动力学模拟验证了优化后的溶剂化锌离子沿聚合物链的带电羧基官能团完美排列。所提供的阳离子迁移通道和紧密的界面相互作用保障了高离子电导率和均匀的离子通量，允许更好的三维扩散形成平坦的（002）晶面。此外，水凝胶与锌板的牢固结合也减少了水分子的直接接触，规避了析氢反应带来的不利影响。最终，组装的Zn||Zn电池可以稳定运行1580小时，Zn||Cu电池甚至可以达到创纪录的5600小时和99.9%的平均库伦效率。锌离子混合电容器在0.5 A g−1时具有236.8 mAh g−1的比容量，以及15000圈循环后98.5%的容量保持率。本研究表明，利用天然水凝胶电解质稳定锌负极具有巨大的潜力，为实现高性能和安全的锌基储能器件提供了良好的指导。