楼雄文Angew.：双金属MOF增强锂硫电池的氧化还原动力学和多硫化物捕获

鉴于硫资源的高理论能量密度和低成本，锂硫（Li-S）电池被认为是下一代储能系统有前途的候选者。抑制多硫化物扩散和促进氧化还原动力学是锂硫电池面临的主要挑战。

图1 ZnCo-MOF-NBs的形貌表征

新加坡南洋理工大学楼雄文等通过连续的阳离子和配体交换方法设计和制备了一种独特的ZnCo基双金属有机框架纳米盒（ZnCo-MOF-NBs），以作为Li-S电池的功能性硫宿主。

研究显示，原子分散的Co-O₄位点显示了对LiPSs的强烈吸附，并在电催化作用下促进LiPSs的氧化还原动力学。中空结构不仅可以封装足够的硫并容纳其大量的体积膨胀，还可以物理地抑制LiPSs的恶性扩散，从而确保循环寿命的延长。

图2 Li-S电池的性能研究

因此，ZnCo-MOF/S正极在0.1C时表现出1076 mAh g^-1的高可逆容量，并在0.5C时具有300次以上的循环稳定性，每循环的容量衰减为0.048%，库伦效率稳定在98%以上。此外，即使在1.0 C下循环，ZnCo-MOF/S电极也能实现300次的稳定循环，每循环的容量衰减率为0.023%。这项工作将为Li-S电池和其他先进硫基储能系统的空心MOF基宿主的设计提供新的灵感。

图3 对多硫化物的吸附研究

Bimetal-Organic Framework Nanoboxes Enable Accelerated Redox Kinetics and Polysulfide Trapping for Lithium-Sulfur Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202305828