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樓雄文最新Angew.:ZnCo-MOF NBs助力Li-S電池發展!
來源: 時間:2023-06-28 09:21:02 瀏覽:2021次

第一作者:Zhuo Zhu

通訊作者:樓雄文教授

通訊單位:香港城市大學/新加坡南洋理工大學

DOI: 10.1002/anie.202305828




研究背景

鋰-硫(Li-S)電池具有理論容量高、價格低廉和環境友好等特點,被認為是下一代儲能體系的候選者??扇芏嗔蚧嚕↙iPSs)緩慢的氧化還原動力學和不利的穿梭效應導致Li-S電池庫侖效率低、倍率性能差以及循環壽命短等問題。合理設計結構穩定、高硫負載能力和有效催化活性的碳材料,被廣泛證明可以提高正極側硫的保有率(物理限制+化學吸附),抑制多硫化物的穿梭效應(物理限制+化學吸附),加快硫正極的氧化還原反應(電化學催化)。基于此,香港城市大學/南洋理工大學樓雄文團隊報道了利用配位交換法制備了一種雙金屬ZnCo-MOF納米盒(ZnCo-MOF NBs),并進一步采用碳化工藝獲得了用于Li-S電池的功能性硫宿主。在該結構中,精心設計的中空結構對“儲硫-限硫-保硫”顯示出強的物理限域作用。更重要的是,ZnCo-MOF中高度分散的Co-O4活性位點對多硫化物顯示出吸附錨定和催化轉化的雙重功能。



文章要點

要點一:單寧酸和MOF中的咪唑配體發生交換,制備了獨特的中空結構的雙金屬ZnCo-MOF NBs,該策略可拓展至其他MOFs材料的結構改性。

要點二:通過電化學表征、UV-Vis、XPS和DFT計算,證明并解密ZnCo-MOF宿主對多硫化物的“物理限制-化學吸附-電催化”三重作用。該工作為Li-S電池及其他先進硫基儲能體系中硫功能性宿主材料提供了新的思路。




圖文展示

圖1.雙金屬ZnCo-MOF中空納米盒載體的微觀形貌和結構圖

圖2.載體材料ZnCo-MOF中空納米盒的結構表征

圖3.復合材料ZnCo-MOF/S和Zn-MOF/S的電化學性能

圖4. ZnCo-MOF對多硫化物的吸附作用分析

圖5.ZnCo-MOF對多硫化物的催化作用分析


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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