室温钠硫电池（RT Na–S）因其高能量密度和低成本而被认为是一种极有前途的储能候选电池。然而，多硫化物的穿梭效应和硫氧化还原反应的迟缓动力学仍然严重限制了其实际应用。
近日，基于ZIF-8和ZIF-67的优点，华南理工大学黄建林副教授报道了开发了一种新型的三维分级多孔纳米立方体，将可控的自生长碳纳米管（CNTs）和Co颗粒（NPs）嵌入到由双金属ZnCo-ZIF衍生的含氮碳材料中（CNTs/Co@NC）。
文章要点
1）这种三维多孔碳纳米立方体具有比表面积高、石墨化程度高、N掺杂和Co NPs分布均匀等诸多优点。
2）当用作硫载体时，S@CNTs/Co@NC表现出几个突出的优点。首先，三维分层多孔结构提供了充足的空间来适应硫磺装载和体积变化。其次，碳纳米管的生长可以有效地提高碳骨架的导电性和稳定性。第三，Co NPs包埋和N掺杂的强极性碳在减缓多硫化物穿梭和促进氧化还原反应动力学方面起着关键作用。
3）由于这些协同效应，用于RT Na-S电池的S@CNTs/Co@NC-0.25正极材料表现出高达5.0 C（474.2 mAh g−1）的出色倍率容量，并具有卓越的循环稳定性（在5.0 C下循环292mAh g−1，循环400次）。
这种三维分层多孔结构与分散良好的电催化剂Co NPs的集成为先进的RT Na-S电池的结构-吸附-催化工程提供了有价值的见解。
参考文献
Jirong Mou, et al, Metal–Organic Frameworks-Derived Nitrogen-Doped Porous Carbon Nanocubes with Embedded Co Nanoparticles as Efficient Sulfur Immobilizers for Room Temperature Sodium–Sulfur Batteries, Small Methods 2021
DOI: 10.1002/smtd.202100455
https://doi.org/10.1002/smtd.202100455
