【突破性发现】新型盐离子显著提升水系电池性能
最新研究表明，硫酸盐等电解质可通过束缚游离水分子，大幅延长水系电池寿命并提升性能。

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（图示：Heno Hwang）

沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的科研团队在《科学进展》期刊发表重要研究成果，揭示了阻碍水系可充电电池成为安全经济型储能方案的关键分子机制。研究发现，普通硫酸锌等廉价盐类添加剂的引入，不仅能有效缓解水分子导致的电池性能衰减，更可使电池循环寿命提升逾十倍。

无论是水系还是其他类型电池，阳极稳定性都是决定寿命的核心要素。作为能量存储的关键部位，阳极在充放电过程中会发生持续化学腐蚀。这项突破性研究首次阐明了游离水分子如何参与副反应，以及硫酸锌如何通过"锁水"机制抑制此类反应。

"我们的研究揭示了水分子结构在电化学体系中的关键作用，这一曾被忽视的参数将改写电池设计准则。"项目负责人、KAUST可再生能源与储能技术卓越中心主任Husam Alshareef教授强调。

所谓游离水，是指未与其他分子形成稳定键合的水分子。这种活跃状态使其更易参与消耗能量的副反应，加速阳极材料分解。研究团队发现硫酸根离子能像"分子胶水"般强化水分子间作用力，改变其反应动力学特性。

虽然主要实验基于锌硫酸盐体系，但初步验证表明该机制具有普适性。"硫酸盐价格低廉、化学稳定性优异，我们的方案兼具科学价值与商业可行性。"主导实验的KAUST研究员Yunpei Zhu指出。

作为锂离子电池的绿色替代品，水系电池在大规模储能领域展现巨大潜力，预计2030年市场规模将突破百亿美元。相较于电动车常用的锂电池，水系电池在电网级可再生能源（如光伏发电）存储方面具有更高安全性和可持续性优势。

该研究还得到KAUST教授Omar Mohammed、Omar Bakr、张西祥及Mani Sarathy等学者的协作支持。

来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250726234421.htm