碳材料因其稳定的物理化学性能、丰富多样的微观结构和可调变的表界面特性,已被广泛应用于能量转化与储存、工业催化、冶金、环境修复等跨学科领域。但目前在合成某种特定新形貌与微结构纳米碳材料方面还存在不少挑战。
最近,浙江工业大学浙江碳中和创新研究院梁初教授团队提出利用中国著名美食毛豆腐为碳源,碳化过程成功将菌丝的宏观多孔微观结构以及氮、磷杂原子得以良好保留,从而合成具有三维交联网络结构的氮磷共掺杂碳亚微带(CSR)。CSR独特的三维交联网络结构可为锂硫(Li-S)电池提供良好的导电网络。在此基础上,通过成孔与量子点修饰工艺相结合,成功制备出高催化活性的钌量子点修饰多孔CSR(Ru@PCSR)。将其应用于Li-S电池,在0.5 A g⁻¹的电流密度下展现出960 mAh g⁻¹的高放电容量,且在750次循环中表现出优异的循环稳定性。
以上研究结果于2025年1月31日以“Ru Quantum Dots Modified Mucor-Derived Carbon Submicroribbons for Advanced Lithium-Sulfur Batteries”为题发表在Advanced Functional Materials上。梁初教授和中国科学院固体物理研究所陈斌研究员、合肥大学梁鑫教授为该论文的共同通讯作者,浙江工业大学、合肥大学、中国科学院固体物理研究所、西安工业大学等多家单位共同参与该研究。
该工作得到了国家重点研发计划项目(2022YFB2502000)、国家自然科学基金项目(51902079、52072342、52377216、52102324)等科研项目的资助。