💡这项突破是什么?
图3. MIL101-GF催化Mg-S电池电化学性能
为了更深入地了解MIL101-GF的催化机理，分别进行了飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）、SEM和原位拉曼测试。循环后的TOF-SIMS图像表明，在MIL101-GF的作用下，只有少量的MgS且能够均匀分散，SEM中Mg负极光滑且表面硫含量较低，说明大部分多硫化物在MIL101-GF的作用下转化。原位拉曼结果进一步表明，MIL101-GF能够抑制多硫化物的穿梭，促进多硫化物的催化转化。具有多级孔结构的MIL101-GF通过孔筛选，可以有效催化大Mg(solvents)x²⁺团簇的解离，迅速形成游离的Mg²⁺，进而参与后续的硫/硫化物转化。首先，MIL101-GF对多硫化物起物理屏障作用，在一定程度上抑制了穿梭效应。其次，MIL101-GF具有电催化和虹吸功能，通过隔膜将大量的游离Mg²⁺释放到正极/电解质表面。最后，均匀分散且丰富的活性位点与固定的多硫化物和界面处大量的游离Mg²⁺结合，使得多硫化物快速转化，MIL101-GF上均匀的导电结构有利于快速的电子传导，最终催化Mg-S电池中硫/硫化物的转化。
图4. STAR@LCNC循环中/后的催化机理分析
以上论文成果的通讯作者为王健博士和蔺洪振研究员，第一作者为中国科学院苏州纳米所博士生关青华，论文以 Accelerated Kinetics of Desolvation and Redox Transformation Enabled by MOF Sieving for High-Loading Mg-S Battery 为题，发表在Advanced Functional Materials期刊中。以上联合工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省重点研发计划、工程电介质及其应用重点实验室开放基金及德国洪堡基金等支持，受到了中国科学院苏州纳米所Nano-X的表征技术支持。
