韩国中央大学研究团队成功开发出新型钴单原子催化剂,该技术可有效提升锂硫电池的综合性能。先进材料工程系副教授朴承根与化学工程系副教授南仁浩共同领导的团队,通过构建金属有机框架衍生的分级多孔碳纳米纤维,并结合低配位钴单原子催化剂,实现了对电池氧化还原动力学的增强。
朴承根副教授表示:“我们的动力在于解决制约下一代储能系统发展的基本材料难题。锂硫电池具有更高的理论容量和能量密度,但却受到多硫化物穿梭效应、缓慢的氧化还原动力学和快速的容量衰减等问题的严重限制。”该研究成果已于2025年9月24日发表于《先进纤维材料》期刊。
研究团队将单个钴原子嵌入多孔碳纳米纤维网络中的低配位N₃环境,这种催化剂设计显著增强了多硫化锂的吸附能力并加速了其转化过程。南仁浩副教授指出:“我们的材料是自支撑的、不含粘合剂的、柔韧性好的。它可以直接作为中间层应用于软包电池中,并且已经证明即使在弯曲的情况下也能保持机械完整性。”
这种新型锂硫电池技术展现出良好的应用前景,其催化剂设计方案通过宏观结构与原子级位点的协同作用,有效缓解了多硫化物溶解导致的容量衰减问题。测试表明,采用该催化剂的电池在经历数百次循环后仍能保持较高的容量稳定性,为开发下一代储能设备提供了新的技术路径。
更多信息:Jeong Ho Na 等人,《基于低配位钴单原子催化剂的 MOF 衍生分级多孔碳纳米纤维的双层工程化及其在高性能锂硫电池中的应用》,《先进纤维材料》 (2025)。













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