韩国科学技术院研发新型MOF电极材料巧用质子实现水系锌离子电池高容量快速充放电

盖世汽车讯据外媒报道，韩国科学技术院(KAIST)化学系Sarah S. Park领导的研究团队开发出一种新型电极材料，可在水系电池中依次存储锌离子(Zn²⁺)和质子。该材料基于一种二维导电金属有机框架(MOF)，其结构由金属与有机分子连接而成，并形成微观孔道。

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水系锌离子电池采用水系电解质。电解质是一种能够使离子在电池内部移动的物质。由于水系锌离子电池起火风险相对较低、成本低且环境负担较小，因此正受到关注，被视为大规模储能系统(ESS)的下一代技术选择。

由于锌离子带有电荷且为二价离子，其在电极内部移动速度较慢，因此很难同时实现高容量和快速充放电性能。相比之下，质子尺寸极小，移动速度非常快，是一种理想的载流子。

然而，当过多质子进入电极时，电极表面会形成副产物，从而阻碍锌离子的移动并降低电池性能。因此，质子长期以来一直被视为会损害电池性能的“捣乱者”，研究重点也一直放在抑制其反应上。

图片来源：KAIST

将质子的反应活性转化为优势

在发表于期刊《Chem》的这项研究中，研究团队采取了不同的方法。研究人员没有抑制质子反应，而是精准控制锌离子和质子的存储顺序股票趋势判断，使两者都能用于储能。

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