近日，化學與材料科學學院省高校創新團隊楊凱教授、胡媛媛副教授在《Advanced Functional Materials》發表題為：“A Jointly Triggered H2 Evolution Model Modulated Polyanionic Hydrogel Electrolyte for Reversible Zn Chemistry”的最新研究成果，化學與材料科學學院2022級碩士研究生秦碩同學為論文第一作者，胡媛媛副教授和楊凱教授為論文通訊作者，山東農業大學為唯一單位。

水凝膠是一類高粘度、高彈性的非均質軟材料，具有結構可調性、功能拓展性、粘附能力以及穩定性，在儲能、醫藥、環境等領域展現出獨特的性能優勢和應用潛力。近日，針對水凝膠電解質中存在的析氫反應（HER）顯著降低體系電化學穩定性且不同析氫階段的主導因素尚不清楚問題，22級碩士研究生秦碩在胡媛媛副教授、楊凱教授指導下利用不同陰離子基團氫鍵受體位點數差異，提出一種混合陰離子梯度調節策略，揭示了Zn2+溶劑化水去質子化和自由水電離共同觸發的HER模型。結合實驗表征和理論計算，證實了溶劑化水和自由水分別是決定HER起始電位和析氫強度的關鍵變量。通過凝膠骨架陰離子調節可以削弱起始電位和析氫強度，實現更好的HER抑制效果。此外，陰離子加速的Zn2+脫溶動力學和優化的凝膠-負極界面，顯著增強了Zn的化學可逆性。作為概念驗證，Zn/PAHE/LFP電池表現出優異的容量保持率、倍率性能、長循環壽命（>10000次循環）和寬溫度適應性（-20-60 oC）。該研究為先進水凝膠電解質的開發提供了重要指導，并推動了高穩定性水系鋅金屬電池的實用化進程。

化學與材料科學學院應用化學專業本科生齊如釗、王雨欣，碩士研究生馬美玲、欒玉涵、楊慧敏參與了該工作，該研究得到了國家自然科學基金、泰山人才工程、山東省自然科學基金和山東省高校青創人才引育計劃等項目資助。

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https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202505946

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