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侴術(shù)雷/王佳兆/王詩文等AEM：一石二鳥！將生銹金屬加工成普魯士藍(lán)儲(chǔ)能材料

為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)材料系統(tǒng)并滿足可持續(xù)儲(chǔ)能技術(shù)的迫切需求，將有效的廢物管理納入新的儲(chǔ)能材料設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

在此，溫州大學(xué)侴術(shù)雷教授、Wang Zhang、澳大利亞伍倫貢大學(xué)王佳兆教授及鄭州輕工業(yè)大學(xué)王詩文等人聯(lián)合展示了一種簡便的“一石二鳥”方法將生銹的鐵制品加工成鈉離子電池（SIB）的普魯士藍(lán)正極材料，同時(shí)將廢鐵產(chǎn)品恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

由于在酸性環(huán)境中晶體生長速度緩慢，所制備的普魯士藍(lán) (R-PB) 顯示出高結(jié)晶度和高鈉離子含量。該R-PB正極顯示出優(yōu)異的儲(chǔ)鈉性能，在 0.1 C 下可提供 145 mAh g^-1的高比容量，10 C下具有高達(dá)97.8 mAh g^-1的優(yōu)異倍率性能，以及在5 C下超過3500次循環(huán)的超長壽命，容量保持率為70.3%。

圖1. R-PB正極在鈉離子儲(chǔ)存中的電化學(xué)性能

通過原位XRD和拉曼光譜進(jìn)一步揭示了R-PB在鈉離子嵌入和提取過程中的優(yōu)異可逆性，這種令人印象深刻的離子存儲(chǔ)能力和穩(wěn)定性與充放電過程中抑制的結(jié)構(gòu)畸變密切相關(guān)。

DFT計(jì)算表明，R-PB框架能夠存儲(chǔ)Li⁺/Na⁺/K⁺ 等離子，證明了其對電池電極的多功能性。這項(xiàng)工作提供了一種將廢化學(xué)品回收到電池電極中的有效策略，該策略也適用于其他潛在領(lǐng)域，如納米醫(yī)學(xué)、催化、傳感器、氣體存儲(chǔ)等。

圖2. R-PB正極的堿離子儲(chǔ)存機(jī)理研究

Processing Rusty Metals into Versatile Prussian Blue for Sustainable Energy Storage, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102356

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