钴单原子配位的多孔有机框架在长寿命锌碘电池的应用

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本项目提出了一种氢键钴卟啉框架,它可以有效地承载碘,并作为水相锌碘(Zn-I2)有机电池的电催化剂。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT)结果表明,氢键有机骨架(HOFs)对碘具有优异的吸附性能。原位拉曼光谱分析表明,Zn-I2电池的氧化还原机制取决于I/I−的氧化还原反应,其中I3−/I5−为中间产物。原位紫外-可见(UV-vis)光谱进一步揭示了HOFs限制了多碘化物的溶解。具有I2@PFC-72-Co正极的水相Zn-I2有机电池表现出优异的速率能力,在20℃下达到134.9 mAh g- 1。此外,这些电池表现出长期循环稳定性,在20℃下可承受> 5000次循环。I2@PFC-72-Co令人印象深刻的电化学性能可归因于HOF-Co结构中的Co单原子(CoSA)电催化剂。此外,HOFs的苯环结构和羧基官能团具有较强的吸附碘和碘化物的能力。由于这些协同作用,以I2@PFC-72-Co为正极的Zn - I2水性电池表现出优异的电化学性能。