【南林新闻中心讯】近日，我校轻工与食品学院吴伟兵教授团队在国际顶级能源材料期刊《Advanced Energy Materials》（IF=26.0）在线发表了题为Ultrathin, Tough Asymmetric MOF‑Based Separator Enabling Rapid Selective Ion Transport and Stable Aqueous Zn‑Ion Batteries的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.71218）。我校为第一完成单位，蒋珊博士（现浙江万里学院教师）为第一作者，吴伟兵教授为责任通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目资助。

随着全球碳中和目标的推进，高效、安全、低成本的水系锌离子电池（AZIBs）已成为规模化储能领域的重要研究方向。然而，传统玻璃纤维（GF）隔膜厚度大、孔隙不均且无法有效调控离子传输，易导致锌枝晶生长及副反应发生；而现有纳米纤维素基隔膜虽具亲水性和力学强度，但其孔径偏大（>20 nm），缺乏离子筛分能力，难以实现Zn2+的选择性传输与均匀沉积，制约了电池的长循环稳定性。

本研究以细菌纤维素膜（BCM）为基底，通过原位生长策略在其表面构建了一层连续、无缺陷、全微孔的导电MOF（Ni3(HITP)2）层，成功制备出超薄、强韧的Janus型隔膜（BCM@c‑MOF）。该导电MOF层具有约1.5 nm均一微孔通道，可实现Zn2+的选择性传输并促进水合Zn2+部分去溶剂化，同时导电MOF层可均化界面电场，抑制锌枝晶形成；下层BCM基底提供优异的电解液保持能力、柔韧性与机械支撑。研究证实，该Janus型隔膜离子电导率达17.6 mS cm-1，Zn2+迁移数提升至0.46，有效阻断SO42-及大尺寸水合物跨膜迁移，显著降低腐蚀电流与析氢反应活性。采用该隔膜的Zn//Zn对称电池在10 mA cm-2 / 2 mAh cm-2条件下稳定循环超1200小时，Zn//Cu电池库伦效率>99.1%（>400圈）；组装的Zn//VO2全电池在0.5 A g-1下循环1000次容量保持率超97%，软包电池亦表现出良好实用性能。该研究为解决水系锌离子电池枝晶与副反应问题提供了新策略，也为高性能生物质基电池关键材料的构建提供了新思路。