仿生COF膜

抑制析氢，加速锌离子

一种具有仿生离子通道的共价有机框架膜，通过吡啶氮位点调控界面水分子，同时抑制副反应并加速锌离子输运。

Zhang, Sida · 陈伟根 · Ruduan, Yuan · Wang, Ziyi · Hu, Xiqian · Zhixian, Zhang · 王品一 · 万福 · 刘杰 · Li, Beibei · 王艺霏 · Li, Meng · 孙靖宇

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

锌离子迁移数

{'zh': '0.61', 'en': '0.61'}

技术优势

迁移数大幅提升

吡啶氮位点作为锌离子泵，促进Zn2+传输，将迁移数从典型值0.3–0.4提升至0.61。

抑制析氢

膜阻止自由水与锌负极直接接触，有效抑制析氢副反应。

去溶剂化更快

仿生通道结构降低了Zn2+去溶剂化能垒，实现快速去溶剂化动力学。

应用场景

• 水系锌离子电池：直接作为负极界面层，提升全电池循环寿命。
• 锌金属负极保护：隔绝自由水，解决锌负极腐蚀与析氢难题。
• 界面调控膜：调控界面水分子，同时加速离子传导。
• COF离子交换膜：利用吡啶氮位点选择性传输锌离子。