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開發(fā)高效催化劑以解決鋰硫電池（LSBs）中多硫化鋰（LiPSs）的穿梭效應和緩慢氧化還原動力學仍是一項艱巨的挑戰(zhàn)。

圖1. cMSC-MOF的設(shè)計

廣東工業(yè)大學黃少銘等通過多模式分子工程精心制作了一系列多位催化金屬有機框架（MSC-MOFs），以調(diào)節(jié)反應物擴散和催化過程。研究顯示，MSC-MOFs是用納米籠制成的，其具有由暴露的混合價金屬位點和周圍吸附位點形成的協(xié)同特異性吸附/催化界面。這種設(shè)計有利于內(nèi)部預濃縮、協(xié)同吸附機制以及同時向多硫化物進行持續(xù)高效的催化轉(zhuǎn)化。

圖2.?材料制備及理論計算

利用這些特性，基于MSC-MOF-Ti催化夾層的LSB的放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性提高了62%。因此，在貧電解液和硫含量較高（9.32 mg cm^?2）的條件下，LSB的平均容量達到了11.57 mAh cm^?2，同時軟包電池的重量能量密度也達到了350.8 Wh kg^-1。總體而言，這項研究為開發(fā)新型高效催化MOFs引入了一種通用策略，可在分子水平上促進硫的氧化還原反應并抑制穿梭效應，這些發(fā)現(xiàn)為設(shè)計先進的多孔催化材料以應用于高能量LSBs提供了啟示。

圖3.?鋰硫電池性能研究

Multimodal Engineering of Catalytic Interfaces Confers Multi-Site Metal-Organic Framework for Internal Preconcentration and Accelerating Redox Kinetics in Lithium-Sulfur Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2024. DOI: 10.1002/anie.202318859

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?廣工大黃少銘Angew：多催化位點MOF加速鋰硫電池的氧化還原動力學

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