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向斌Nano Energy：雙組分活性ZnO量子點錨定氮化釩的工程多孔結構促進鋅儲存反應動力學

水系鋅離子電池（AZIB）的電化學性能很大程度上取決于快速反應動力學，因此研究人員進行了大量研究以提高離子/電子轉移速率，但均未取得令人滿意的結果。

重慶大學向斌等人通過簡單的自犧牲策略進行孔隙工程，獲得了具有互連框架雙組分活ZnO量子點（QDs）修飾的VN納米片（ZnO-QDs-VN-0.5），以促進鋅儲存反應動力學。

豐富且均勻分布的多孔結構為快速擴散提供了短的Zn²⁺離子通道。與塊體VN-0.5相比，通過合理設計的電極實現(xiàn)了獨特的高表面快速電化學反應過程。形成的ZnO-QDs-VN-0.5表現(xiàn)出令人滿意的比容量（384.1 mAh g^-1 at 0.1 A g^-1）、良好的倍率性能和令人滿意的循環(huán)壽命。

此外，柔性準固態(tài)ZnO-QDs-VN-0.5//Zn電池還表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性、高能量密度和功率密度，證明該材料可應用于不同領域。

圖1 ZnO-QDs-VN-0.5的電化學性能

優(yōu)異的性能可能是由于多相界面的合理調整和多孔結構控制，這顯著提高了ZnO-QDs-VN-0.5（D_Zn²⁺≈10^-8 cm2 s^-1）的離子轉移速率，并大大增強了離子存儲能力。此外，通過不同的非原位方法闡明了電化學反應的機理。

該工作為多孔電極材料的制備提供了極大的希望，并為指導構建性能優(yōu)異的電極材料提供了依據(jù)。

圖2 ZnO-QDs-VN-0.5 的電化學動力學

Engineering Porous Structure in Bi-Component-Active ZnO Quantum Dots Anchored Vanadium Nitride Boosts Reaction Kinetics for Zinc Storage. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106386

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