热烈祝贺我课题组郭丽媛工作在Advanced Functional Materials发表
近日，我课题组在通过静电纺技术构建高性能可充锌空气电池领域取得重要进展，相关成果以“Scalable Electrospinning-Pyrolysis Fabrication of MOF-Derived Beaded Co/Co-Nx-C Nanofibers for High-Power and Long-Life Zn-Air Batteries”为题发表在国际材料领域著名期刊Advanced Functional Materials上（影响因子19.0）。
研究通过“电纺丝–热解”策略构筑了一种MOF衍生珠链状Co/N掺杂碳纳米纤维催化剂/电极，并通过调控ZIF-67负载量实现了催化活性团簇间距的精准调节。所得材料同时包含金属Co纳米颗粒和Co-Nx活性位点，在保证活性位点密度的同时优化了电子与物质传输过程，从而显著提升了双功能氧电催化性能。
该工作首次将“团簇间距工程（intercluster spacing engineering）”引入MOF衍生纤维电极设计中，并结合同步辐射表征和密度泛函理论（DFT）计算，揭示了适宜的团簇间距能够调控金属Co与Co-Nx活性位点之间的电子耦合作用，优化氧中间体吸附行为，从而有效促进ORR/OER反应动力学。优化后的Co/Co-Nx-C@CNF-1.5催化剂表现出优异的双功能催化活性（ΔE = 0.815 V）。特别是基于该催化剂/电极组装的液态锌空气电池实现了406.5 mW/cm2的超高功率密度，976 Wh/kg的能量密度和长达2143 h的循环寿命；其准固态柔性器件同样展现出优异的功率输出和稳定性。该研究为MOF衍生纤维电极的结构设计及高性能锌空气电池的开发提供了新的研究思路和理论依据。
论文第一作者为博士生郭丽媛。论文链接：http://doi.org/10.1002/adfm.202530298
图1. a) Co/Co-Nx-C@CNF-X的合成过程示意图，b) Co/Co-Nx-C@CNF-X（X=0.5,1,1.5,2,2.5）的示意图，以及c-g) 对应的透射电子显微镜（TEM）图像， h) Co/Co-Nx-C@CNF-1.5的高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）图像，i) Co/Co-Nx-C@CNF-1.5的高角度暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）图像，j) 相应的元素映射图。