近年来，能源转型需要人们以更加清洁和可持续的方式发展能源经济。金属二次电池因其能量密度高、寿命长等特点在电动汽车和大型可再生能源存储领域引起广泛关注。金属负极（如锂箔或锌箔）具有易加工、可批量等优势，是金属电池中常用的电极形式。例如金属锌箔，由于低成本、高理论容量（820 mAh g-1）而成为水系电池负极研究的热点。目前，锌金属电极存在严重的电化学不可逆问题。特别是在大电流密度、高面积容量的严苛条件下，锌金属电极的体积效应和电极副反应（化学腐蚀和电化学析氢）更加严重，限制了其在水系二次电池领域的实际应用。

针对上述问题，研究人员利用简单的化学置换反应制备三维叉指式金属锌/固态电解质电极。独特的三维叉指结构抑制了电极在电化学循环过程中的表观体积变化；固态电解质隔离了活性锌金属与水相电解液，从而抑制副反应；金属锌金属与固态电解质三维叉指复合结构增加了电化学活性表面及载流子传输途径，实现锌金属负极高度可逆。三维叉指式Zn/IHS复合电极的置换反应制备为设计具有高机械稳定性和良好可逆性的水系Zn金属电极提供了新的视角，为实现先进水系Zn金属电池提供的新的思路。相关工作以“A Replacement Reaction Enabled Interdigitated Metal/Solid Electrolyte Architecture for Battery Cycling at 20 mA cm-2 and 20 mAh cm-2”为题发表在国际化学顶级期刊Journal of the American Chemical Society上。