近日，人工智能學院李永鋒副教授與中國科學院山西煤炭化學研究所陳成猛研究員團隊在國際頂級學術期刊《Energy Storage Materials》（一區(qū)TOP期刊，2024影響因子：18.9）上發(fā)表了“Exploring new fields of supercapacitors by regulating metal ions in MOFs”的綜述論文。該論文的第一署名單位為太原理工大學，人工智能學院碩士研究生李浩楠為論文第一作者，太原理工大學李永鋒副教授、中國科學院山西煤炭化學研究所陳成猛研究員為論文通訊作者。

圖1. 論文頁面截圖

在一個越來越依賴高效和可再生能源的世界里，超級電容器（SC）因其快速儲能和輸送能源的潛力而成為關鍵參與者。作者深入探討了金屬有機框架（MOF）作為超級電容器材料的潛力，強調了在MOF中摻入不同的金屬離子如何極大地影響其電化學性能。此外，使用雙金屬結構（如結合鐵和銅離子）也可以提高MOF材料的穩(wěn)定性、導電性和整體電荷存儲能力。MOF成分的這種增加的復雜性可以使超級電容器實現更高的能量密度、更長的循環(huán)壽命和更快的響應時間。

圖2.  Co、Ni、Cu、Fe、Zn、Mn金屬源MOF及其衍生物的說明圖

盡管有希望，但挑戰(zhàn)依然存在。MOF 及其衍生物為推進 SCs 技術具有重要前景。通過專注于優(yōu)化有機連接子、增強與導電材料的整合、探索多金屬配位以及利用其特性實現柔性可穿戴應用，未來的研究可以彌合儲能解決方案從創(chuàng)新到實際部署的差距。

圖3.  展望 MOF SC 的未來機遇和挑戰(zhàn)

研究工作得到了太原理工大學李永鋒副教授、中國科學院山西煤炭化學研究所陳成猛研究員、劉燕珍副究員的指導和支持，太原理工大學人工智能學院在讀碩士生朱向如參與了該項研究。該研究工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103859