在全球清洁能源需求飙升的背景下，水系锌离子电池（AZIBs）因安全、低成本等优势被寄予厚望，却受困于锌枝晶生长和析氢副反应导致的循环寿命短难题。近日，广东科技学院张彤课题组研发了一款生物质玉米醇溶蛋白改性玻璃纤维隔膜（ZLB-GF），通过绿色生物质材料与玻璃纤维隔膜的巧妙结合，为锌离子电池的商业化撕开了一道关键突破口。

传统玻璃纤维（GF）隔膜机械强度不足、离子传输路径紊乱，易被锌枝晶刺穿并引发副反应。张彤课题组独辟蹊径，将自然界常见的玉米醇溶蛋白（zein）通过自组装技术嫁接到 GF 隔膜上：通过 LiBr 溶剂处理，剪断蛋白分子部分连接键，释放大量极性基团并引入 Br⁻离子，形成兼具高强度与功能性的 ZLB-GF 隔膜。

这一设计实现了 “一箭多雕”：改性后的隔膜不仅机械强度显著提升，更能通过Zn²⁺脱溶剂化效应优化离子传输路径，利用极性基团吸附抑制水分子与锌负极接触，从源头减少析氢反应；Br⁻离子的引入则通过静电作用均匀电场分布，引导锌离子在负极表面平行沉积，抑制枝晶生长。

该成果不仅解决了锌离子电池的关键瓶颈，更开创了生物质材料改性隔膜的新方向。玉米醇溶蛋白来源广泛、成本低廉，结合简单的自组装工艺，为规模化生产奠定基础。论文发表于《Journal of Materials Chemistry A》，审稿人评价其 “为蛋白质 / 多肽基隔膜材料的设计提供了新思路”，有望推动低成本、长寿命储能器件的研发。

二、产学研协同发力：张彤课题组的 “电池攻坚之路”

在 ZLB-GF 隔膜的突破背后，是广东科技学院一支年轻而富有创造力的团队 ——攀登者。该团队依托东莞市电化学储能器件工程技术研究中心，自 2022 年成立以来，始终聚焦水系锌离子电池的核心技术攻关，形成了 “学生与教师共创、理论与实验并重” 的鲜明特色。

团队构建了隔膜、电解液、负极、固态电解质四条技术路线，针对锌离子电池的 “枝晶生长”“析氢反应”“界面不稳定” 等痛点展开协同研究。在隔膜领域，除 ZLB-GF 外，还探索了多种生物质及聚合物改性材料；在理论层面，结合密度泛函理论（DFT）和有限元模拟，从原子尺度揭示界面反应机理，为材料设计提供精准指导。其研发的水系锌离子电池最高循环寿命达5000 小时，高电流密度下稳定循环超 3000 小时，关键性能指标跻身国际一流水平。

团队秉持 “以研促教、以教带研” 理念，吸纳本科生参与科研项目，通过 SEM、XRD 等先进表征技术实操，以及论文撰写、竞赛答辩等训练，培养创新型人才。近年来，团队发表 SCI 论文 5 篇（总影响因子超 30）、中文核心期刊 1 篇，获节能减排社会实践与科技竞赛国家级三等奖等 10 余项荣誉，成果获吉林大学张冬教授、郑州大学王玲瑞研究员等专家高度认可。

声明：凡来源或标记以“大学生云报”之内容均为本网合法拥有版权或有权使用的作品，至发布之日起三日后方可原文转载，转载时请注明来源及有效联系方式。

审定：曹柏忠    责编：赵慕晨 + 投诉举报