北京理工大学化学与化工学院王博

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电化学储能（EES）技术在推动现代社会发挥重要作用。在各种EES技术中，金属-空气电池在高体积、重量、能量密度方面具有前景。在飞机，航天飞机，潜艇等密闭空间内，迫切需要高能量密度的便携式电池。在这种情况下，金属空气尤其是锂空气电池是非常有前景的。提高Li-CO2电化学的可逆性和能量效率将有助于开发存在CO2时提供稳定电源的实用锂空气电池。然而，大多数现有的电极难以有效（高放电容量）和高效（低电荷电位）地转换CO2。

                                                            

近日，北京理工大学王博、周俊文团队首次发现金属-有机框架（MOFs）作为利用它们的高捕获能力和Li2CO3分解的单分散活性金属位点CO2电极中的多孔催化剂的潜力。具体地工作是对八种多孔MOFs，Mn2（dobdc），Co2（dobdc），Ni2（dobdc），Mn（bdc），Fe（bdc），Cu（bdc），Mn（C2H2N3）2，Mn（HCOO）2和两种无孔材料MnCO3和MnO进行了研究。其中，Mn2（dobdc）在50 mA g-1下达到18022 mA hg-1的显著放电容量，而Mn（HCOO）2即使在超过50次循环200 mA g-1下也能保持〜4.0 V的低电荷电位。利用一系列表征技术，包括X射线衍射，扫描电子显微镜，电化学阻抗谱，拉曼光谱和原位差示电化学质谱，研究了MOFs电极上的Li-CO2电化学行为。相关成果以题为“Carbon Dioxide in the Cage: Manganese Metal-Organic Frameworks for High Performance CO2 Electrodes in Li-CO2 Batteries”发表在了Energy & Environmental Science上。