Avanços no design de interfaces artificiais para ânodos de Zn estáveis

Em meio à transição energética global, as baterias aquosas de íons de zinco (AZIBs) ganharam destaque como candidatas seguras, de baixo custo e abundantes em recursos para armazenamento em escala de rede. Contudo, seus ânodos de Zn sofrem com o crescimento dendrítico, reação de evolução de hidrogênio (HER) e corrosão/passivação, que limitam severamente a vida útil e o desempenho. A construção de uma camada protetora artificial na interface oferece uma solução eficaz para esses problemas. Esta revisão explica inicialmente os mecanismos de formação dos dendritos, HER e corrosão/passivação, bem como seu ciclo vicioso de reforço mútuo. Em seguida, examina sistematicamente os princípios de design, mecanismos de funcionamento e os aprimoramentos de desempenho possibilitados por revestimentos baseados em materiais convencionais (ex. materiais de carbono), compósitos e materiais emergentes como MXenes. Essas camadas melhoram a reversibilidade e estabilidade do ânodo atuando como barreiras físicas, homogenizando campos elétricos e fluxo de íons, e guiando a nucleação uniforme de Zn por meio de sítios zincofílicos. Finalmente, a revisão destaca desafios atuais e direções futuras, ressaltando a necessidade de aprofundamento no entendimento mecanicista via caracterização in-situ e cálculos teóricos, desenvolvimento de sistemas sinérgicos multifuncionais e integração de aprendizado de máquina, entre outros, para avançar nas AZIBs práticas e de alto desempenho. • Revela os mecanismos de deterioração mútua e as origens do crescimento dendrítico, HER e corrosão. • Revisita princípios de design de revestimentos e mecanismos protetores sinérgicos por categorias de materiais. • Resume princípios de design e desafios das interfaces artificiais, delineando direções futuras.