Abstract Cost‐effective and environment‐friendly aqueous zinc‐ion batteries (AZIBs) exhibit tremendous potential for application in grid‐scale energy storage systems but are limited by suitable cathode materials. Hydrated vanadium bronzes have gained significant attention for AZIBs and can be produced with a range of different pre‐intercalated ions, allowing their properties to be optimized. However, gaining a detailed understanding of the energy storage mechanisms within these cathode materials remains a great challenge due to their complex crystallographic frameworks, limiting rational design from the perspective of enhanced Zn 2+ diffusion over multiple length scales. Herein, a new class of hydrated porous δ‐Ni 0.25 V 2 O 5 .nH 2 O nanoribbons for use as an AZIB cathode is reported. The cathode delivers reversibility showing 402 mAh g −1 at 0.2 A g −1 and a capacity retention of 98% over 1200 cycles at 5 A g −1 . A detailed investigation using experimental and computational approaches reveal that the host “δ” vanadate lattice has favorable Zn 2+ diffusion properties, arising from the atomic‐level structure of the well‐defined lattice channels. Furthermore, the microstructure of the as‐prepared cathodes is examined using multi‐length scale X‐ray computed tomography for the first time in AZIBs and the effective diffusion coefficient is obtained by image‐based modeling, illustrating favorable porosity and satisfactory tortuosity.

Improving pretreatment efficiency is a critical premise in achieving efficient biomass conversion, and obtaining high-performance natural polymers is the guarantee of high-value conversion of biomass. In this study, a new pilot-scale continuous countercurrent pretreatment reaction unit about ethylene glycol-alkali solution was designed for pretreating sugarcane bagasse in order to achieve efficient separation of the three major components of lignocellulose when expanding the scale of pretreatment, reduce lignin deposition on the fiber surface, and obtain highly active lignin and excellent enzymatic hydrolysis efficiency of cellulose. X-ray diffractometer (XRD), X-ray photoelectron spectrometer (XPS), brunauer-emmett-teller (BET) and scanning electron microscope (SEM) methods are used to analyze the structural properties of sugarcane bagasse before and after pretreatment, and high-performance liquid chromatography (HPLC) is used to analyze the monosaccharide components in the enzymatic solution. In addition, the structural properties of the recovered lignin are analyzed by gel permeation chromatography (GPC), 31P NMR and 2D-HSQC-NMR methods. The results indicate that the system can gain a high cellulose recovery of 92.99 % along with a lignin removal of 95.33 %, and recovered lignin has low lignin carbohydrate complexes, low condensation, and rich in phenolic hydroxyl groups for 1.95 mmol/g. Meanwhile, the countercurrent pretreatment system can effectively reduce the deposition of lignin on the cellulose surface, which is evidently superior to the non-countercurrent pretreatment and facilitates the efficiency of enzymatic saccharification of substrate, achieving a high glucose yield of 99% as well as a total sugar yield of 91.11 %. The method efficiently separates biomass in a green manner, and solid residues are easily hydrolyzed, showing potential for industrial-scale production.