研究发现分离水分子处理过的MOFs可使锂氧电池寿命延长十倍

在确定最佳电池化学成分的激烈全球竞争中，锂氧电池引起了人们的兴趣，因为据报道，它可能提供比锂离子设备高出10倍的能量密度。

然而，储能技术的要求仍然受到破坏，因为不稳定分子重新结合成异质和不稳定粒子，导致设备降解，导致循环稳定性差。

韩国科学技术高级研究院(KAIST)材料科学与工程系的JeungKuKang等研究小组着手解决这个问题。摘要自生产和稳定的高加载Sub-Nanometric粒子在Multishell空心有机框架及其利用率在锂-O2高性能电池,发表在先进的科学,研究人员解释他们如何设计Sub-Nanometric粒子(snp)的有机框架内的原子簇大小改善大质量载荷作用下的稳定性。

单核苷酸多态性通过其不饱和表面键背面的团聚稳定化以前只有在低质量载荷下才可行，在低质量载荷下它们的碰撞频率可以控制。有机金属化合物的热解导致了非均相snp的形成。

研究人员证明，通过水可分解和水稳定金属有机框架(MOFs)的交替，外壳被嵌入多层MOF中，然后分离的水分子通过水稳定金属有机框架的疏水纳米层进行筛选。可控的氢键亲和性使多壳空心MOFs的产生具有更高的稳定性和导电性。研究人员说，具有多达5个壳层的MOF的特性导致其较高的电化学性能，包括高容量和低过电势的锂-O2电池。

Kang表示：“同时在MOFs中产生和稳定原子级电催化剂可以根据金属和有机连接剂的多种组合使材料多样化，它不仅可以扩展电催化剂的发展，还可以扩展各种研究领域，如光催化剂、医药、环境和石化。”

KAIST小组发现，在电池应用中，当MOFs被分离水分子处理后，它们与钴离子反应形成双核氢氧化钴。它也可能稳定的钴氢氧化物在原子水平内的亚纳米孔。这样做可以使电池的过电位降低63.9%，从而使设备的使用寿命延长了十倍。

据小组分析，由于其高能量密度，锂氧装置可以给电动汽车电池带来真正的改进，但需要进一步的研究才能将其推向市场。