近日，永利集团304am化学学科新能源材料与传感器件团队在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》（中科院1区Top，IF=19）在线发表题为“Cobalt Single-Atom Electrocatalysts Enhanced by Hydrogen-Bonded Organic Frameworks for Long-Lasting Zinc-Iodine Batteries”(用于长效锌碘电池的氢键有机框架增强的钴单原子电催化剂)的研究论文。本校青年教师郭超飞博士为第一兼通讯作者，化学学科罗锡平教授和杨雪娟老师为通讯作者。浙江农林大学为第一单位，合作单位为上海大学，温州大学和香港城市大学。

本研究提出了一种氢键钴卟啉框架策略，它可以有效地负载碘，并可作为水性锌碘有机电池的电催化剂。原位傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和密度泛函理论（DFT）的研究结果表明，氢键有机框架（HOFs）对碘具有优异的吸附特性。

此外，同步辐射分析表明，PFC-72-Co中的Co为单原子金属，中心价态为+2。Co-N配位距离为1.5 Å。原位拉曼光谱表明，锌碘电池的氧化还原机制取决于I/I^-的氧化还原反应，中间产物为I₃^-/I₅^-。原位紫外-可见（UV-vis）光谱进一步表明，HOFs可有效限制多碘化物的溶解。

采用I₂@PFC-72-Co为正极的水性锌碘有机电池表现出卓越的倍率，在20 C电流密度下可达到134.9 mAh g^-1的容量。此外，HOFs的苯环结构和羧基官能团具有很强的吸附碘和碘化物的能力。由于这些协同效应，采用I₂@PFC-72-Co正极的水性锌碘有机电池表现出了优异的电化学性能。

这项研究表明，氢键金属卟啉框架中单个金属原子的配位成功改善了锌碘电池中碘的电催化氧化还原转换过程，氢键金属卟啉框架在锌碘电池中的应用，有望拓宽其潜在用途。

全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202314189

（永利集团304am 郭超飞）