近日，我校材料与化学学院20级应用化学专业本科生王鹤静同学以第一作者身份在化学领域国际TOP学术期刊《Chemical Communication》上发表了题为“ Versatile nicotinamide electrolyte additive enabling dendrite-free and efficient deposition for aqueous zinc iodine batteries”的研究通讯论文。我校材料与化学学院作为第一通讯单位，硕士研究生苏怡田为共同第一作者，本科生双导师严立京为论文第一通讯作者，浙江大学化学工程与生物工程学院凌敏研究员和曾小敏博士为共同通讯作者。

水系锌离子电池具有安全性高、成本低、环境友好、功率密度高等优点，在大规模储能领域中具有良好的研究价值和应用前景。然而，锌负极枝晶和副反应是限制其进一步发展的关键问题。目前，学术界提出了保护层构建，电解液改性和沉积基底制备等多种策略用于锌负极优化。其中，电解液添加剂路线具有简单高效的优势，更加适合水系锌离子电池的推广应用。本工作报道了一种多功能有机小分子烟酰胺（NTA）作为添加剂用于提高锌沉积均匀性和抑制析氢等副反应。NTA是一种白色结晶粉末，易溶于水，属于B族维生素，广泛应用于食品、医药、美容和化妆品等行业，具有安全和环保的优点，非常适合作为水系锌离子电池电解液添加剂。如图2所示，NTA分子结构中具有吡啶和酰胺官能团：（1）吡啶/吡啶鎓离子之间可逆的转化反应赋予了NTA分子调节电解液pH的能力，这一属性有效地抑制了析氢等副反应的发生；（2）得益于酰胺官能团，NTA分子比水分子更容易吸附在锌负极表面，避免水分子与锌负极的直接接触，同时还可以提高锌离子沉积过电位，抑制锌离子的二维扩散等。基于NTA添加剂的多种功能，最终获得无枝晶和高库伦效率的锌沉积。当将NTA添加剂引入到水系锌碘电池中，电池可以稳定循环10000圈，而对照组在不到3000圈时发生了短路，证明了NTA在实际应用中的有效性。该论文的研究工作得到了国家自然科学基金（51972293）和浙江省自然科学基金（LQ23B030008）的资助。

烟酰胺作用机理示意图和锌碘电池长循环图

王鹤静同学在大一的时候就通过材化学院“双导师”制度进入马廷丽教授课题组开展实验：大一以队长身份和同班同学黄典玉，梁振杰参加了第二届“微瑞杯”全国大学生实验创新设计竞赛，其作品《循环伏安法测定TEMPO的氧化还原反应过程及其应用研究》获得省赛区二等奖（指导老师：严立京和孟宪赫）；之后申请并获批学校学生科研计划项目（项目编号：2022X25055），在研究生苏怡田和浙江大学博士生曾小敏的帮助下，完成上述研究工作。

我校材料与化学学院的双导师制度从本科生大一第一学期开始实施，学生与导师结对，全过程、全方位地促进学生成长成才。“全过程”是指从大一到大四毕业；“全方位”是指人生、学业、 生活和就业等方面。双导师制度充分发挥教师主导作用和学生主体作用，以生为本，建立健全新型的本科阶段师生关系，通过教师以德立身、以德立学、以德施教、以德育德，构建“知识传授、能力培养、素质提升、品格锤炼”四位一体的人才培养体系，实现因材施教和个性化培养，协同提高学院人才培养质量。

文章地址：https://doi.org/10.1039/D3CC03420H