在空气阴极中建立具有加速传质的丰富三相界面对于开发高速率和长周期可再充电锌空气电池（ZAB）极其重要。共价有机框架（COF）具有特定的纳米孔结构，有助于合理调整其特定性质。近日，清华大学刘凯、王保国报道了用于高性能锌-空气电池的加速氧转移纳米通道氟化共价有机框架。

本文要点：

1)通过调整COF的氟化纳米孔，作者设计和合成了一种用于可充电ZAB的新型高性能空气阴极。并且COF纳米片在其纳米孔（氟化COF）中用氟化烷基链修饰，其对O₂具有高亲和力。氟化COF纳米片堆叠形成O₂传输通道在亲水性FeNi层状双氢氧化物（FeNi-LDH）电催化剂表面上组装成亲气的“纳米岛”。

2) 因此，O₂和水的传质通道在纳米尺度上得到了分离，从而显著扩大了三相界面的面积，并大大促进了其中的传质。基于COF改性空气阴极的ZAB具有小的充电/放电电压间隙（在5 mA cm⁻²下为0.64 V）、峰值功率密度（118 mW cm⁻²）和稳定的循环性，这远远超过传统的Fe-Ni-LDH空气阴极。

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Qingbin Cao et.al Fluorinated covalent organic framework with accelerated oxygen transfer nano-channels for high performance zinc-air batteries Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202210550

https://doi.org/10.1002/adma.202210550