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德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院AM：MOF用于高度可逆鈉儲(chǔ)存

普魯士藍(lán)類(lèi)似物(PBAs)由于其金屬-有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是一種有效的鈉存儲(chǔ)材料。然而，充放電循環(huán)過(guò)程中的相變導(dǎo)致的比容量低、可逆性差等問(wèn)題限制了這些材料的應(yīng)用。

近日，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院Yuan Ma，Ben Breitung和Torsten Brezesinski等人在材料研究頂級(jí)期刊Adv. Mater.上發(fā)表了題為”High-Entropy Metal–Organic Frameworks for Highly Reversible Sodium Storage”的研究性論文。

HE-PBA晶體結(jié)構(gòu)的示意圖

作者提出了一種通過(guò)在晶體結(jié)構(gòu)中引入高熵來(lái)大幅度改善PBAS電化學(xué)性質(zhì)的新方法。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，引入了五種不同的金屬物種，共享相同的氮配位，從而使體系的構(gòu)型熵增加到1.5 R以上。

通過(guò)對(duì)元素的精心選擇，高熵PBA(HE-PBA)呈現(xiàn)準(zhǔn)零應(yīng)變反應(yīng)機(jī)理，從而提高了循環(huán)穩(wěn)定性和倍率能力。這種改善的關(guān)鍵在于高熵及其相關(guān)效應(yīng)，以及幾個(gè)活躍的氧化還原中心的存在。通過(guò)優(yōu)化電化學(xué)窗口，循環(huán)3000次以上，庫(kù)侖效率可保持近100%。

HE-PBA的結(jié)構(gòu)分析

HE-PBA的電化學(xué)性能

High-Entropy Metal–Organic Frameworks for Highly Reversible Sodium Storage(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202101342)

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