Metal–Organic‐Framework‐Derived Nanostructures as Multifaceted Electrodes in Metal–Sulfur Batteries

材料科学 纳米技术 金属有机骨架 纳米结构 电极 储能 电化学能量转换 电化学 多硫化物 化学 功率(物理) 有机化学 物理化学 吸附 物理 量子力学 电解质
作者
Rui Yan,Tian Ma,Menghao Cheng,Xuefeng Tao,Zhao Yang,Fen Ran,Shuang Li,Bo Yin,Chong Cheng,Wei Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (27): e2008784-e2008784 被引量:105
标识
DOI:10.1002/adma.202008784
摘要

Abstract Metal‐sulfur batteries (MSBs) are considered up‐and‐coming future‐generation energy storage systems because of their prominent theoretical energy density. However, the practical applications of MSBs are still hampered by several critical challenges, i.e., the shuttle effects, sluggish redox kinetics, and low conductivity of sulfur species. Recently, benefiting from the high surface area, regulated networks, molecular/atomic‐level reactive sites, the metal‐organic frameworks (MOFs)‐derived nanostructures have emerged as efficient and durable multifaceted electrodes in MSBs. Herein, a timely review is presented on recent advancements in designing MOF‐derived electrodes, including fabricating strategies, composition management, topography control, and electrochemical performance assessment. Particularly, the inherent charge transfer, intrinsic polysulfide immobilization, and catalytic conversion on designing and engineering of MOF nanostructures for efficient MSBs are systematically discussed. In the end, the essence of how MOFs’ nanostructures influence their electrochemical properties in MSBs and conclude the future tendencies regarding the construction of MOF‐derived electrodes in MSBs is exposed. It is believed that this progress review will provide significant experimental/theoretical guidance in designing and understanding the MOF‐derived nanostructures as multifaceted electrodes, thus offering promising orientations for the future development of fast‐kinetic and robust MSBs in broad energy fields.
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