Due to an ultrahigh theoretical specific capacity of 3860 mAh g-1, lithium (Li) is regarded as the ultimate anode for high-energy-density batteries. However, the practical application of Li metal anode is hindered by safety concerns and low Coulombic efficiency both of which are resulted fromunavoidable dendrite growth during electrodeposition. This study focuses on a critical parameter for electrodeposition, the exchange current density, which has attracted only little attention in research on Li metal batteries. A phase-field model is presented to show the effect of exchange current density on electrodeposition behavior of Li. The results show that a uniform distribution of cathodic current density, hence uniform electrodeposition, on electrode is obtained with lower exchange current density. Furthermore, it is demonstrated that lower exchange current density contributes to form a larger critical radius of nucleation in the initial electrocrystallization that results in a dense deposition of Li, which is a foundation for improved Coulombic efficiency and dendrite-free morphology. The findings not only pave the way to practical rechargeable Li metal batteries but can also be translated to the design of stable metal anodes, e.g., for sodium (Na), magnesium (Mg), and zinc (Zn) batteries.

Pyrite enclosure poses a significant challenge in refractory gold ore processing, inhibiting gold leaching. This study explores Sulfate Radical-based Advanced Oxidation Processes (SR-AOPs) as an effective alternative for pretreating such ores. The oxidation pretreatments were performed under heat and ultrasound activation methods, including heat and ultrasound, and the influences of pretreatment time, pH, ultrasound power, pretreatment temperature, and precursor (PDS) concentration were investigated. Both ultrasonic and heat activation effectively mitigate the negative impact of pyrite enclosure on gold leaching. Specifically, the gold leaching rate improved from 21.9 % to 46.1 % and 74.9 % with heat and ultrasound activation, respectively The and generated by PDS dominate the pyrite oxidation according to EPR and quenching tests. Meanwhile, the SR-AOPs treatment also promotes the interactions between pyrite enclosure and leaching agent, reducing the negative influences of pyrite. Kinetic studies indicated that the oxidation processes are different under heat and ultrasound activation. Heat activation is governed by an interfacial chemical reaction, with an activation energy of 25.57 kJ/mol. In contrast, ultrasound-induced cavitation and microjets remove the oxidation layer, disrupt the pyrite crystal structure, and expose encapsulated gold. These effects accelerate pyrite oxidation, shifting the kinetic control step from interfacial chemical reaction to internal diffusion, with a reduced activation energy of 35.06 kJ/mol.

Abstract Background Loess is prone to large deformation and flow slide due to natural and artificial interfaces inside. The strength of these interfaces controls the mechanical properties of loess. Obtaining their mechanical parameters through in-situ testing is essential for evaluating the mechanical stability in loess engineering with interfaces. Methods By developing a borehole micro static cone penetration system and creating various types of loess with interfaces, extensive borehole penetration model tests were conducted to observe changes in cone tip resistance during penetration. The response surface method was used to analyze the impact of various test conditions on the calculated resistance. A three-dimensional surface fitting method was employed to establish the relationship between penetration parameters and shear strength parameters, which was validated through in-situ testing. Results The developed borehole micro static cone penetration system achieves overall miniaturization while providing significant penetration power and ensuring an effective penetration distance. Cone tip resistance development during penetration can be divided into three stages: initial, rapid increase, and slow increase. The transition times between these stages vary for different soils. Calculated resistance is positively correlated with dry density and normal stress and negatively correlated with water content. A quadratic positive correlation was established between calculated resistance and shear strength parameters during penetration. In composite soils, the interaction between water content and normal stress is strong. Compared to intact soil samples, the shear strength parameters of composite soils are more prominently influenced by water content. Conclusion A system for testing interface mechanical parameters was innovatively developed, fulfilling the need to obtain interface shear strength parameters for deep soil. This study can provide support for ensuring the long-term stability of the loess slope or subgrade with interfaces.

Layered vanadium oxides with preintercalated cations have been recognized to be among the most promising cathode materials for aqueous zinc-ion batteries (AZIBs). However, their underlying structure-property relationships are still poorly understood owing to the lack of systematic comparison. Herein, a series of layered V