近日，物理科学与技术学院材料物理方向于英健课题组在中科院一区TOP期刊《Carbon Energy》（IF=24.2）上发表题为《High‐Performance Silicon–Air Batteries Enabled by MIL Materials Covering Si Anodes With a Screening Function》的研究论文。我院2025届硕士研究生刘泽（已考入上海理工大学攻读博士学位）为论文第一作者，于英健博士为通讯作者，昆明学院物理科学与技术学院为唯一单位，该工作得到了国家自然科学基金、云南省兴滇英才支持计划、云南省科技厅联合专项重点项目、昆明市春城计划等项目的资助。
硅-空气电池因其高理论能量密度和安全性优势而备受关注。然而，硅-空气电池的实际能量密度仍显著低于理论值，主要由于硅阳极的腐蚀问题与钝化。本研究采用多种金属-有机骨架（MOF）材料，如MIL-53(Al)，MIL-88(Fe)和MIL-101(Cr)对硅负极进行改性。这些金属有机骨架材料被制备成不同形貌和粒径，通过改变其核心金属节点和配体来调节孔径大小。该方法旨在调控H2O、SiO2和OH−的吸附行为，从而减轻腐蚀和钝化反应。在150微安恒定电流下，采用MIL-53(Al)@Si、MIL-88(Fe)@Si和MIL-101(Cr)@Si作为阳极的硅空气电池，其使用寿命分别为293小时、412小时和336小时，分别超越了原始硅负极所观测到的276小时。在这些复合阳极中，MIL-88(Fe)@Si由于其优异的疏水性和最佳孔径，显著促进了OH−迁移，从而展现出最佳性能。
该研究提出了一项颇具前景的策略，即通过开发一种具有选择性筛选特性的阳极保护层来提升硅-空气电池的性能。
于英健博士课题组近年来在Energy Storage Mater., Carbon Energy, Adv. Sci., J. Energy Chem., Rare Metals, Chem. Eng. J., Comps. Part B, Chin. Chem. Lett.等国内外知名期刊发表SCI收录文章40余篇，ESI前1%高被引论文2篇，获国家发明专利授权3项。课题组已毕业硕士研究生14人，其中攻读博士学位6人。
论文链接：https://doi.org/10.1002/cey2.70015
