近日，物电学院聂新明老师在国际顶级环境科学与生态学领域期刊《Nature Sustainability》（SCI一区TOP，影响因子：27.1）发表题为"Aqueous batteries beating the cold"的文章。论文第一作者为我院聂新明老师，通讯作者为澳大利亚悉尼科技大学清洁能源技术中心王时建博士和刘浩教授。
该研究聚焦"极寒条件下水系锌电池稳定运行机制"这一国际前沿科学与工程难题，分析了水系锌电池在低温环境中的性能衰减机理及应用前景。文章指出，水系锌电池凭借其本征安全性高、成本低廉和环境友好等显著优势，在电网调峰、分布式储能及可再生能源接入等场景展现出广阔应用潜力。然而，在低温工况下，水基电解液易发生相变结冰，同时锌负极腐蚀与析氢等副反应显著加剧，导致电池容量快速衰减、循环寿命大幅缩短，这已成为制约其在高纬度及寒冷地区规模化应用的关键技术瓶颈。
图2解耦双盐电解液的分子构型示意图
针对这一挑战，文章评述了澳大利亚阿德莱德大学郭再萍院士、张仕林研究员团队提出的"解耦双盐电解液"创新设计策略（图2）。该方案通过在同一水系电解液体系中引入功能互补的两种锌盐，实现了“界面稳定-体相传输”的协同优化：一方面，强水合阴离子可在电极界面构筑致密保护层，有效抑制腐蚀和析氢等副反应；另一方面，弱水合阴离子通过破坏水分子氢键网络，显著降低电解液冰点并维持高离子电导率。该体系在-40℃极端条件下仍能保持超过90%的库仑效率和优异循环稳定性，为水系锌电池在极寒环境中的工程化应用提供了新思路。文章认为，这种“功能解耦”的离子工程策略对水系电池及其他低温储能体系的设计具有重要借鉴意义。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01684-9；
（一审：聂新明 二审： 张乐 三审：何莉娜）