通过双缺陷工程来定制MOF-74的电化学反应,以获得更优质的能量存储
Tingting Chen1, Hengyue Xu2, Shaopeng Li1
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai, 201620, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|May 23, 2024
概括
金属有机框架 (MOF) 中的工程缺陷增强了电化学能量储存. 这种双缺陷策略提高了电池中的MOF性能,提高了容量和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
背景情况:
- 晶体材料中的缺陷可以赋予独特的功能性质.
- 金属有机框架 (MOF) 对电化学能量存储具有前景.
- 定制MOF属性需要对其结构和组成进行精确控制.
研究的目的:
- 为MOFs开发一种新的双缺陷工程策略.
- 为了提高MOF材料的电化学性能,用于储能应用.
- 调查工程缺陷对MOF电化学活动的影响.
主要方法:
- 利用酸 (SA) 控制MOF-74的生长并引入结构缺陷.
- 嵌入的酸盐兴奋剂,以创建第二种类型的缺陷.
- 制造并测试了一种基于MOF的双金属水性电池 (MOF-74(Ni0.675Co0.325)-8//Zn).
主要成果:
- 双缺陷工程的MOF实现了218.6mAhg-1的放电能力,比原始的MOF-74增加了4.4倍.
- 对于工程MOF来说,显著改善了循环稳定性.
- Ni-Zn水性电池表现出高的能量/功率密度 (266.5 Wh kg-1,17.22 kW kg-1).
结论:
- 理性缺陷工程是一种有效的策略,可以定制MOF的电化学特性.
- 工程缺陷改变了金属中心的协调,并促进了现场的电化学重构.
- 这种方法为开发基于MOF的先进能量存储设备提供了一条途径.
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