可充电水系锌离子电池（ZIBs）作为下一代电网规模储能系统的有力竞争者，其一，水性电解质拥有其他储能系统无可比拟的本征安全性；其二，锌阳极表现出众多优点，如：高理论容量（820 mAh g-1或 5855 mAh cm-3）、低氧化还原电位（-0.762 VS标准氢电极）、高丰度和低毒性。但是，水系ZIBs的应用仍然存在诸多挑战，一方面，Zn阳极/电解质界面会产生不利化学反应，即高度聚集的阴离子和游离水分子在电镀/剥离过程中，水分子会分解，导致体系pH变化、气体生成、锌沉积不均匀以及产生大量的副产物；另一方面，[Zn（H2O)6]2+脱溶剂化过程时，结合水分子从[Zn（H2O)6]2+溶剂壳层游离到Zn阳极界面上，加速析氢反应（HER），同时伴随着臭名昭著的锌枝晶生长，进一步恶化了电池的性能。为了释放电解质和Zn阳极的潜力，人工界面层、双电层重构、界面电场调节和电解液配方优化等策略相继被研究者们提出。其中，优化电解液配方是一种简单有效的方法，可以很好的解决水系电解液中Zn阳极/电解质界面问题。近年来，结构稳定性高和官能团丰富的聚合物添加剂在调控Zn2+溶剂化结构和抑制副反应方面表现出巨大的潜力，这是由于聚合物添加剂具有强的吸附能，易于在Zn阳极表面形成高质量保护层。

生物质材料，如木材、竹子和蘑菇等，因其良好的亲水性、独特的水传输通以及出色的热绝缘性能，在太阳能蒸发领域受到广泛关注。然而，由于供水和热绝缘的权衡关系设计不合理，导致生物基太阳能蒸发器的蒸发速率远低于石油基太阳能蒸发器。

锌离子电容器（ZICs）具有高安全性、功率密度高、循环寿命长、理论容量高等优势，被认为是下一代电化学储能系统中最有前途的候选者之一。然而，尽管在实验室取得了巨大进展，但ZICs从实验室到商业化应用仍然存在着巨大的差距。在实验室研究中，大多数材料的优异电化学性能通常是基于低质量负载或薄电极进行评估的。不幸的是，在很大程度上，这些卓越的性能难以拓展到商业化应用。因此，为了满足实际需求，如何将ZICs电极的质量负载提高到商业化水平，仍然能够实现其优异的电容性能是一个紧迫的问题且存在挑战。

多相催化剂凭借在环境保护、经济、节能、良好的可回收性等领域的巨大优势，在工业生产和精细化学合成等领域得到了广泛的应用。然而，制备可持续、高活性、可回收的多相催化剂仍然是对可持续化学工业的一个挑战。金属NPs是一种重要的多相催化剂，在许多反应中都表现出很高的活性，但它们很容易团聚。纤维素材料具有储存丰富、环境友好、生物相容性好、成本低等优点。近年来，纤维素水凝胶的三维多孔结构越来越受人们的关注，成了活性金属NPs的优良载体，不仅使金属NPs分散良好，而且为不同的反应提供了良好环境。近年来，人们发现，控制纤维素水凝胶中金属NPs的尺寸可以调节其催化活性和选择性。然而，金属NPs/纤维素水凝胶催化剂修饰表面亲水性或疏水性以提高催化活性或选择性尚未见报道。