Angew. Chem. ：晶面工程调控MOF实现高倍率碱性锌电池

金属-有机框架材料（MOF）具有高孔隙率和高比较面积等优势，在能源存储领域有着很好的应用前景。此外，MOF材料由于具有结构灵活性和化学成分多样性，能够满足不同的应用场景。但是，MOF材料的导电性低，电化学活性差，限制了它的进一步发展。

近日，香港城市大学的支春义教授和南科大李洪飞教授以Ni基MOF材料（PFC-8）为研究对象，利用晶面工程策略调控了PFC-8的暴露晶面，并研究了其作为碱性锌电池正极材料的电化学性能。研究表明，通过热处理的方法，能够获得（200）和（020）优势暴露面，提高MOF材料中活性位点对OH^-的吸附能力，改善材料的导电性能，从而使电池具有更高的容量、更好的倍率性能和更长的循环寿命。

首先，作者通过简单的热处理方法，获得了具有不同优势暴露面的MOF材料。热处理后，材料维持原有的晶体结构，但是不同晶面的XRD峰强度发生了明显的变化。MOF材料中（200）和（020）晶面含量增加，（110）晶面含量减少。与（110）晶面相比，（200）和（020）晶面中每个重复单元具有更多的活性位点，能够带来更高的容量。

基于晶面工程调控，优化后的Zn|| PFC-8 350电池表现出优异的倍率性能，在30 A g^-1 的高电流密度下仍然能有110.0 mAh g^-1 的放电比容量。此外，在不同的电流密度下，都可以在1.75V附近观察到平坦的放电平台和较小的极化，进一步证明了材料优异的反应动力学。

通过理论计算计算，作者发现，MOF材料中（200）和（020）面的活性位点与OH^-有着更强的结合能，使电池具有更高的容量和更好的稳定性能。电子态密度曲线（DOS）曲线表明，优化后MOF材料费米面附近有更高的电子密度，有利于电池中的电子传输和反应动力学。

这项工作的发现提供了一种通过晶面工程调控MOF电极的方法，为MOF电极在储能中的潜在应用铺平了道路。