陈忠伟AM：准MOF纳米球动态电催化剂加速硫还原反应用于高性能锂硫电池
锂-硫（Li-S）电池以其高能量密度和高性价比被认为是最有前途的下一代可充电电池技术之一。然而，目前人们对硫还原反应过程动力学的研究还不够深入，这也阻碍了其实际应用。金属-有机骨架（MOFs）作为固硫剂得到了广泛研究，但由于有机配体的存在，多硫化锂（LiPs）在金属节点上的相互作用和催化活性较弱。
近日，河北工业大学张永光教授，华南师范大学王新，加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授报道了设计了一种具有多孔结构的、动态的“准MOF”纳米球作为硫电催化剂，揭示了电化学过程中活性中心的演化。
文章要点
1）研究人员采用溶剂辅助配体交换策略开发了一种锌基准MOF复合材料，作为多功能电催化剂，实现了快速、持久的LiPs催化转化。
2）准MOF的高度多孔结构确保了均匀的硫分布和有效的硫限制，而大量裸露的具有可调节d带中心的无机锌节点提供了增强的LiPs吸附能力。此外，X射线吸收光谱（XAS）分析还揭示了准MOF中活性中心在放电/充电过程中的可逆变化。可以检测到放电过程中Zn的配位环境和键长的同步减少，以及充电后恢复到原来的状态，证实了准MOF中活性中心的动态调节，以提高耐久性和更完整的Li2S相变。
3）得益于上述结构优势，准MOF硫复合材料表现出优异的电化学性能，其面容量高达6.3 mAh cm-2，循环寿命超过500次，在1 C下容量衰减率仅为0.036%。
参考文献
Dan Luo, et al, Design of Quasi-MOF Nanospheres as a Dynamic Electrocatalyst toward Accelerated Sulfur Reduction Reaction for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202105541
https://doi.org/10.1002/adma.202105541
