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?孫學(xué)良/錢(qián)金杰/潘軍青Adv. Sci.：基于MOF衍生中空碳納米管的高性能正極

中空碳材料由于其獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性，被認(rèn)為是催化和電化學(xué)儲(chǔ)能的重要支撐材料。

西安大略大學(xué)孫學(xué)良院士、溫州大學(xué)錢(qián)金杰、北京化工大潘軍青等結(jié)合金屬銦的特殊性，成功制備了一種低熔點(diǎn)、親氧性的銦基MOF納米棒（InOF-1）。

圖1. InOF-1衍生的分級(jí)多孔HCNS的示意圖

InOF-1可以在惰性氬氣下進(jìn)行熱碳化，并通過(guò)納米氧化銦和碳基的氧化還原反應(yīng)形成銦顆粒。特別是，通過(guò)在脫羧過(guò)程中結(jié)合銦的融合和去除，原位獲得了一種多孔中空碳納米管（HCNS）。作為合成的HCNS，它擁有更多的電荷活性位點(diǎn)，短而快的電子和離子傳輸途徑，以其獨(dú)特的內(nèi)部空腔和管壁上相互連接的多孔結(jié)構(gòu)，成為電化學(xué)活性物種如碘的優(yōu)秀載體。

圖2. 動(dòng)力學(xué)研究

結(jié)果，組裝后的鋅-碘電池（ZIB）在1 A g^-1的條件下提供了234.1 mAh g^-1的高容量，這保證了電解液中碘物種的吸附和溶解達(dá)到快速平衡的狀態(tài)。此外，基于HCNS的ZIBs的倍率和循環(huán)性能得到了極大的改善，從而表現(xiàn)出了良好的容量保持率。它比典型的單向碳納米管顯示出更好的電化學(xué)交換能力，這使得HCNS成為新一代高性能電池的理想正極材料。

圖3. ZIB的電化學(xué)性能

In-MOF-Derived Hierarchically Hollow Carbon Nanostraws for Advanced Zinc-Iodine Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202105063

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