武大曹余良＆方永进团队：高效蚀刻提高普鲁士蓝类似物的钠储存性能

武汉大学曹余良教授和方永进教授课题组提出了一种简单的蚀刻方法，旨在通过精确控制Na₂NiFe(CN)₆（简称NaNiHCF）的形貌来激活钠储存位点并加速Na⁺的运输。实验和理论计算结果均显示了明显可逆的结构演化过程和较高的Na⁺扩散系数。这项工作为通过PBAs形貌和结构的调控以获得更好的电化学性能提供参考。

普鲁士蓝化合物（PBAs）在合成过程中会伴随的缺陷和晶格水的生成，导致较差的电化学性能。因此，优化PBAs的晶体结构以提高电化学性能是当前PBAs研究的热点。目前报道的PBAs材料大部分是亚微米或微米级的立方体，实际上，尚不确定这种微立方体是否为Na⁺嵌入正极材料的最佳形貌，目前对其材料形貌优化报道尚少。

武汉大学曹余良和方永进教授提出了一种简单的蚀刻方法，通过精确控制Na₂NiFe(CN)₆（简称NaNiHCF）的形态来激活钠储存位点并加速Na⁺的运输。在蚀刻过程中，NaNiHCF中出现了渐进式顶角钝化的现象，形貌从标准立方体转变为类骰子形状，比表面积随之大幅增加。通过控制刻蚀时间，得到的NaNiHCF-3电极的电化学性能得到了显著提高，其可逆容量高达83.5 mAh g⁻¹（为理论容量的98.2%），在10 C时的容量为71.2 mAh g⁻¹，并且在不同温度下具有稳定的循环寿命，实验和理论计算结果均显示了明显可逆的结构演化过程和较高的Na⁺扩散系数。这项工作为通过PBAs形貌和结构的调控以获得更好的电化学性能提供参考。

论文第一作者为武汉大学赵亚楠，通讯作者为曹余良和方永进教授。详见：Yanan Zhao, Jian Peng, Kean Chen, Laibing Luo, Hui Chen, Hang Zhang, Shulei Chou, Xiangmin Feng, Weihua Chen, Ruoyu Cao, Xinping Ai, Yongjin Fang*, Yuliang Cao*. Boosting the sodium storage performance of Prussian blue analogues via effective etching. Sci. China Chem., 2023, DOI: 10.1007/s11426-023-1824-3.

扫描二维码或点击左下角“阅读原文”可查阅全文。

【通讯作者简介】

曹余良 武汉大学化学与分子科学学院教授，博士生导师，教育部长江学者。主要研究方向是电化学能量储存与转化，内容涉及锂离子电池和钠离子电池体系。曾主持了多项国家项目，包括国家重点研发计划“新能源汽车”领域课题（1项）、973子课题项目（1项）、国家自然科学基金面上项目（4项）和区域重点项目（1项）等。近年来在Nat. Energy、Nat. Nanotech.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Adv. Energy. Mater.、Nano Lett.、Carbon Energy等国际学术期刊上发表SCI论文300余篇，引用超26000余次，h指数为88，ESI高被引论文23篇，5篇论文曾被选为ESI 1‰热点论文，连续五年入选科睿唯安（Clarivate Analytics）年度“全球高被引科学家”。

方永进 武汉大学化学与分子科学学院教授，博士生导师，入选国家级海外青年人才项目。主要研究方向为钠离子电池、锂金属负极、电解液等。担任eScience、J. Energy Chem.、InfoMat、Carbon Energy、Chin. Chem. Lett.、Batteries等杂志青年编委。近年来在Sci. Adv.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Energy Environ. Sci.、Matter、CCS Chem.、Nano Lett.等国际学术期刊上发表SCI论文50余篇，引用7500余次，h指数为39，ESI高被引论文21篇，荣获2018和2020年J. Mater. Chem. A年度杰出审稿人、2021和2022年J. Energy Chem.年度杰出审稿人、湖北省楚天学子、科睿唯安（Clarivate Analytics）2022年度“全球高被引科学家”、2022和2023年美国斯坦福大学发布的“全球前2%顶尖科学家”等荣誉。

【扩展阅读】