導讀：通過亞納米粒子穩定鋰氧電池，這種儲能技術的能量密度是鋰離子電池的十倍，但眾所周知的循環不穩定性仍然令人擔憂。韓國的研究人員可能離解決這個問題又近了一步。

在確定最佳電池化學成分的激烈全球競爭中，鋰氧電池引起了人們的興趣，因為據報道，它可能供應比鋰離子設備高出10倍的能量密度。

然而，儲能技術的要求仍然受到破壞，因為不穩定分子重新結合成異質和不穩定粒子，導致設備降解，導致循環穩定性差。

韓國科學技術高級研究院(KAIST)材料科學與工程系的JeungKuKang等研究小組著手解決這個問題。摘要自生產和穩定的高加載Sub-Nanometric粒子在Multishell空心有機框架及其利用率在鋰-O2高性能電池,發表在先進的科學,研究人員解釋他們如何設計Sub-Nanometric粒子(snp)的有機框架內的原子簇大小改善大質量載荷用途下的穩定性。

單核苷酸多態性通過其不飽和表面鍵背面的團聚穩定化以前只有在低質量載荷下才可行，在低質量載荷下它們的碰撞頻率可以控制。有機金屬化合物的熱解導致了非均相snp的形成。

研究人員證明，通過水可分解和水穩定金屬有機框架(MOFs)的交替，外殼被嵌入多層MOF中，然后分離的水分子通過水穩定金屬有機框架的疏水納米層進行篩選。可控的氫鍵親和性使多殼空心MOFs的出現具有更高的穩定性和導電性。研究人員說，具有多達5個殼層的MOF的特性導致其較高的電化學性能，包括高容量和低過電勢的鋰-O2電池。

“同時在MOFs中出現和穩定原子級電催化劑可以根據金屬和有機連接劑的多種組合使材料多樣化，”Kang說。“它不僅可以擴展電催化劑的發展，還可以擴展各種研究領域，如光催化劑、醫藥、環境和石化。”

KAIST小組發現，在電池應用中，當MOFs被分離水分子處理后，它們與鈷離子反應形成雙核氫氧化鈷。它也可能穩定的鈷氫氧化物在原子水平內的亞納米孔。這樣做可以使電池的過電位降低63.9%，從而使設備的使用壽命延長了十倍。

據微鋰電小組分析，由于其高能量密度，鋰氧裝置可以給電動汽車電池帶來真正的改進，但要進一步的研究才能將其推向市場。