江浩/朱祥Small: 调节氧化还原活性多孔有机骨架中的位阻以提高储钠性能

用于可持续钠离子电池 (SIB) 的新型氧化还原活性聚合物的开发受到越来越多的关注，但电池性能受到可逆比容量差的显著限制，其中大多数芳香族C6-苯环是氧化还原惰性的。

在此，华东理工大学江浩教授及中科院兰州化物所朱祥研究员等人报道了一种通过调节多孔有机骨架内的空间位阻来改善C6-苯环上Na⁺存储的简单而有效的新方法，具有突出多孔结构的聚合物电极有助于暴露更多用于捕获钠离子的活性位点。

实验和理论结果表明，降低内阻显著改善了多孔结构内的氧化还原反应动力学，从而促进了这些官能化苯环上的Na离子的捕获并提高了SIB性能。

图1. 氧化还原活性多孔聚合物的化学结构图和设计理念

研究结果表明，调制多孔骨架在1.0 A g^-1下循环1000次后仍表现出 376 mAh g^-1 的出色储钠容量，比原始骨架大≈1.5倍。此外，在0.1 A g^-1时该骨架储钠容量可高达510 mAh g^-1，与性能最佳的聚合物电极相当。

这种简单的调制方法不仅可以对功能化的C6-苯环进行Na存储调制，而且提供了一种方法来扩展对结构-性能关系的理解，为SIB开发高效氧化还原活性多孔有机骨架开辟了新途径。

图2. 调制多孔骨架的储钠性能

Regulating Steric Hindrance in Redox-Active Porous Organic Frameworks Achieves Enhanced Sodium Storage Performance, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202105927

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江浩/朱祥Small: 调节氧化还原活性多孔有机骨架中的位阻以提高储钠性能

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