近日，我院王劉彬校聘教授在金屬有機(jī)配合物電極材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Dual Redox Reactions of Silver Hexacyanoferrate Prussian Blue Analogue Enable Superior Electrochemical Performance for Zinc-ion Storage”發(fā)表在化學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。河北大學(xué)為第一完成單位，我院王劉彬博士為論文第一兼通訊作者，南開(kāi)大學(xué)李福軍教授為共同通訊作者。

普魯士藍(lán)類(lèi)似物因其獨(dú)特的開(kāi)放框架結(jié)構(gòu)、豐富的儲(chǔ)離子位點(diǎn)及較大的離子遷移通道而被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的水系電池正極材料之一。然而，這類(lèi)材料在合成過(guò)程中容易產(chǎn)生結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)缺陷，造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、循環(huán)性能不佳，且傳統(tǒng)普魯士藍(lán)及其類(lèi)似物有限的電子轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)（小于兩電子）導(dǎo)致容量較低，極大地阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。本工作通過(guò)將Ag引入到亞鐵氰基配合物中，利用共沉淀法在室溫下合成了一種新型無(wú)空位/結(jié)晶水的銀基普魯士藍(lán)（K_0.95Ag_3.05Fe(CN)₆，AgHCF）正極材料。該材料具有Ag⁺/Ag和Fe³⁺/Fe²⁺雙氧化還原活性中心，在鋅離子電池中可實(shí)現(xiàn)四電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，展現(xiàn)2個(gè)平坦的電壓平臺(tái)（~1.7/1.1 V）和179.6 mAh g^-1的高容量。研究表明AgHCF顆粒在放電過(guò)程中原位形成的導(dǎo)電性極佳的Ag單質(zhì)，促進(jìn)了電子/離子的快速傳輸，從而增強(qiáng)了該AgHCF材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。此發(fā)現(xiàn)為高性能普魯士藍(lán)類(lèi)似物正極材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供了新的見(jiàn)解，同時(shí)多電子轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)策略也可適用于其他電池體系。

2024年至今，王劉彬課題組已在金屬有機(jī)配合物電極材料方面取得了一系列重要階段性成果，相關(guān)工作分別發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Chemical Science (2024, 15, 2133-2140)、ACS Energy Letters(2024, 9, 2748-2757)、Energy Storage Materials (2024, 66, 103220)、Journal of Colloid and Interface Science (2024,669, 647-656)、Batteries & Supercaps（2024，Doi:10.1002/batt.202400551）上。

以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、河北大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目、河北大學(xué)自然科學(xué)多學(xué)科交叉項(xiàng)目等項(xiàng)目的大力支持。

相關(guān)工作全文鏈接：

[1]https://doi.org/10.1002/anie.202416392

[2]https://doi.org/10.1039/D3SC05023H

[3]https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c00976

[4]https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103220

[5]https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.028

[6]https://doi.org/10.1002/batt.202400551

（化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院供稿）