施志聪/邵敏华Nano Energy：3D六角形Co-ZIFs-S衍生的Co NPs作为可在充电锂-氧电池的高效催化剂

可再充电锂氧电池（LOBs）因其高能量密度和环境友好而成为最有前途的储能系统之一。然而，LOBs的发展仍然受到一些关键问题的阻碍。

近日，广东工业大学施志聪教授和香港科技大学邵敏华教授（共同通讯作者）等人报道了一种嵌入氮和硫共掺杂碳（H-Co-NSC）中的三维（3D）六角形的Co-ZIFs-硫脲/二甲基亚砜（H-Co-ZIFs-S）衍生的Co纳米颗粒，然后在表面修饰低含量的钌（Ru）纳米颗粒，以获得Ru/H-Co-NSC作为LOBs的有效催化剂。

研究发现，Ru/H-Co-NSC催化剂具有独特的结构和催化性能，如容纳不溶性放电产物Li₂O₂，促进离子/O₂的传输，增强电子传导，表现出良好的OER/ORR动力学。此外，Ru修饰的纳米颗粒可以有效地抑制LOBs中H-Co-NSC暴露碳引起的一些副反应。

第一性原理密度泛函理论（DFT）计算表明，Ru/H-Co-NSC中多个活性位点的协同作用可以有效地促进LOBs中的ORR/OER动力学。

因此，采用Ru/H-Co-NSC正极的LOBs具有较低的过电位、较大的比容量、较长的循环寿命和优异的可逆性。该工作可能为设计更先进的具有优异电化学性能的金属-空气电池催化剂铺平了道路。

3D Hexapod-shaped Co-ZIFs-S Derived Co Nanoparticles Embedded into Nitrogen and Sulfur co-Doped Carbon Decorated with Ruthenium Nanoparticles as Efficient Catalyst for Rechargeable Lithium Oxygen Battery. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106644.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106644.

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