“理工振兴”学术动态：化学与材料科学学院青年教师王刘彬课题组在《Angewandte Chemie International Edition》发表金属有机配合物电极材料领域重要进展

近日，我院王刘彬校聘教授在金属有机配合物电极材料领域取得重要进展，相关研究成果“Dual Redox Reactions of Silver Hexacyanoferrate Prussian Blue Analogue Enable Superior Electrochemical Performance for Zinc-ion Storage”发表在化学国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。河北大学为第一完成单位，我院王刘彬博士为论文第一兼通讯作者，南开大学李福军教授为共同通讯作者。

普鲁士蓝类似物因其独特的开放框架结构、丰富的储离子位点及较大的离子迁移通道而被认为是最有应用前景的水系电池正极材料之一。然而，这类材料在合成过程中容易产生结晶水和结构缺陷，造成结构稳定性差、循环性能不佳，且传统普鲁士蓝及其类似物有限的电子转移个数（小于两电子）导致容量较低，极大地阻碍了其大规模应用。本工作通过将Ag引入到亚铁氰基配合物中，利用共沉淀法在室温下合成了一种新型无空位/结晶水的银基普鲁士蓝（K_0.95Ag_3.05Fe(CN)₆，AgHCF）正极材料。该材料具有Ag⁺/Ag和Fe³⁺/Fe²⁺双氧化还原活性中心，在锌离子电池中可实现四电子转移反应，展现2个平坦的电压平台（~1.7/1.1 V）和179.6 mAh g^-1的高容量。研究表明AgHCF颗粒在放电过程中原位形成的导电性极佳的Ag单质，促进了电子/离子的快速传输，从而增强了该AgHCF材料的循环稳定性和倍率性能。此发现为高性能普鲁士蓝类似物正极材料的设计开发提供了新的见解，同时多电子转移设计策略也可适用于其他电池体系。

2024年至今，王刘彬课题组已在金属有机配合物电极材料方面取得了一系列重要阶段性成果，相关工作分别发表在国际权威学术期刊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。

以上工作得到了国家自然科学基金、河北大学高层次人才科研启动项目、河北大学自然科学多学科交叉项目等项目的大力支持。

相关工作全文链接：

[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

（化学与材料科学学院、科学与技术创新研究院供稿）