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    樓雄文最新Angew.：ZnCo-MOF NBs助力Li-S電池發(fā)展！
    來源： 時間：2023-06-28 09:21:02 瀏覽：2202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(xué)/新加坡南洋理工大學(xué)

    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(huán)境友好等特點，被認(rèn)為是下一代儲能體系的候選者。可溶多硫化鋰（LiPSs）緩慢的氧化還原動力學(xué)和不利的穿梭效應(yīng)導(dǎo)致Li-S電池庫侖效率低、倍率性能差以及循環(huán)壽命短等問題。合理設(shè)計結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高硫負(fù)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(cè)硫的保有率（物理限制+化學(xué)吸附），抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)（物理限制+化學(xué)吸附），加快硫正極的氧化還原反應(yīng)（電化學(xué)催化）。基于此，香港城市大學(xué)/南洋理工大學(xué)樓雄文團(tuán)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(jìn)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(jié)構(gòu)中，精心設(shè)計的中空結(jié)構(gòu)對“儲硫-限硫-保硫”顯示出強(qiáng)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(zhuǎn)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(fā)生交換，制備了獨特的中空結(jié)構(gòu)的雙金屬ZnCo-MOF NBs，該策略可拓展至其他MOFs材料的結(jié)構(gòu)改性。

    要點二：通過電化學(xué)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(xué)吸附-電催化”三重作用。該工作為Li-S電池及其他先進(jìn)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(jié)構(gòu)圖

    圖2.載體材料ZnCo-MOF中空納米盒的結(jié)構(gòu)表征

    圖3.復(fù)合材料ZnCo-MOF/S和Zn-MOF/S的電化學(xué)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(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具。現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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