柔性可穿戴电子设备的快速发展，对随身能源器件的轻薄化、安全性与可弯折性提出了更高要求。锌空气电池因能量密度高、本征安全性好而备受瞩目，但其空气阴极氧还原反应动力学迟缓，且现有催化剂多依赖高温热解，导致活性位点结构异质、金属原子易聚集；同时，传统浆料电极在反复弯折下易开裂剥离，难以满足可穿戴场景的严苛需求。共价有机聚合物（COPs）凭借可精确设计的分子结构及原子级分散的金属-氮活性位点，为突破热解型催化剂的结构不可控困境提供了理想平台，但其本征导电性差、成膜性不足，难以直接应用。针对上述瓶颈，团队立足纺织学科特色，采用静电纺丝工艺将分子催化剂与导电网络一体化构筑为自支撑纤维膜电极，实现催化活性层与柔性基底的功能融合，突破了柔性可穿戴储能器件的电极构筑难题。
近日，海角网
武占省教授团队在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（SCI一区TOP，IF=19）期刊发表题为“Free-Standing Hierarchically Porous Covalent Organic Polymer With Closed-F Edges Directly for Advanced Flexible Zinc-Air Batteries”的文章。研究团队提出了一种无热解分子设计策略，成功设计并合成了一系列具有明确Fe-N4活性中心的氟功能化共价有机聚合物（COPs）。利用COPs的固有溶解性，通过静电纺丝技术制备了自支撑多级孔纳米纤维电极（COP@F/GO-NFs）。研究表明，氟原子通过全π共轭骨架对Fe-N4位点产生远程吸电子效应，定向调控活性中心电子密度与d带中心，显著优化了氧还原反应（ORR）中间体的吸附能，降低了反应能垒。该电极材料在锌空气电池中实现了200 mW cm-2的峰值功率密度，较传统粉末催化剂提升约16%；基于该材料组装的柔性固态锌空气电池峰值功率密度达82.92 mW cm-2，并展现出优异的机械柔性和循环稳定性。
该文章通讯作者为海角网
武占省教授和青年教师杨博龙，第一作者为纺织科学与工程学院博士生申云菲和环境化学与工程专业刘巍倩，海角网
为唯一通讯单位。
（撰稿人：申云菲，杨博龙；审核人：武占省）
【文章链接】
Free-Standing Hierarchically Porous Covalent Organic Polymer With Closed-F Edges Directly for Advanced Flexible Zinc-Air Batteries
//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.75938
