Les structures métal-organiques (MOF) sont formées via l'auto-assemblage d'ions métalliques et de lieurs organiques. En raison de leurs propriétés supérieures, comme leur grande surface, haute porosité et accordabilité de la structure, Les MOF sont récemment apparus comme un type de matériaux poreux importants et ont suscité un vif intérêt dans de nombreux domaines, comme le stockage et la séparation de gaz, catalyse, et le stockage d'énergie. Néanmoins, Les MOF ont encore quelques points faibles, qui entravent dans une large mesure l'utilisation de leur plein potentiel. Par exemple, la plupart des MOF présentent des propriétés inférieures pour la conduction électrique et ont une stabilité chimique limitée (dans l'eau, conditions particulièrement alcalines), les empêchant d'afficher leurs meilleures performances dans le domaine de l'électrochimie. Heureusement, l'hybridation de MOF avec une variété de matériaux fonctionnels pour générer des composites MOF peut intégrer les mérites et atténuer les défauts des deux matériaux parents.

Nanomatériaux d'oxydes métalliques à forme contrôlable, Taille, la cristallinité et la fonctionnalité sont largement appliquées dans de nombreux domaines. En raison de leur capacité spécifique théorique élevée, à bas prix, et une grande réversibilité, ils sont considérés comme des matériaux d'électrode pseudocapacitifs idéaux, mais ils ont des énergies de surface élevées et sont sujets à l'agrégation, entraînant une perte des performances pseudocapacitives. En outre, les oxydes métalliques n'affichent généralement que de petites surfaces, qui a largement restreint l'utilisation d'oxydes métalliques comme matériaux d'électrode pour le stockage électrochimique de l'énergie. Par conséquent, trouver une méthode rentable pour augmenter les surfaces spécifiques des oxydes métalliques est crucial pour atteindre une activité pseudocapacitive élevée.

Dans une nouvelle étude publiée dans le journal basé à Pékin Revue scientifique nationale , scientifiques de l'Université de Yangzhou à Yangzhou, Chine, présenter un composite oxyde métallique@MOF hautement stable aux alcalins, Co 3 O 4 nanocube@Co-MOF (Co 3 O 4 @Co-MOF). Co-auteurs Shasha Zheng, Qing Li, Huaiguo Xue, Huan Pang, et Qiang Xu a fait une déclaration profonde sur la conception et la synthèse de la Co 3 O 4 @Co-MOF, le test électrochimique, et les bonnes perspectives de la Co 3 O 4 @Co-MOF appliqué à l'électrode du dispositif de stockage d'énergie à condensateur électrochimique.

La Co 3 O 4 @Co-MOF ont été synthétisés avec succès via une réaction hydrothermale à un pot dans des conditions hautement alcalines. Sans hybridation avec Co 3 O 4 , Co-MOF peut fournir un espace approprié pour la réaction électrochimique et l'intercalation/désintercalation de K+ pendant le processus de stockage d'énergie, mais la stabilité alcaline du Co-MOF vierge est médiocre, résultant en une capacité aussi faible que 356 F g ^-1 . La présence de Co 3 O 4 à la surface de Co-MOF améliore efficacement la stabilité alcaline, augmente les sites actifs redox, conduisant à une amélioration spectaculaire de la capacité à 10 ²⁰ Fg ^-1 à 0,5 Ag ^-1 . Un tel Co hautement stable aux alcalins 3 O 4 Le composite @Co-MOF présente des avantages significatifs pour une application en tant qu'électrode de dispositif de stockage d'énergie de condensateur électrochimique en termes de durabilité et de capacité améliorées. La Co 3 O 4 Le composite @Co-MOF montre une stabilité de cycle élevée après 5000 cycles avec seulement 3,3% de décroissance à 5 A g ^-1 . Plus remarquablement, le dispositif aqueux/solide tel que construit a montré une capacité spécifique élevée, excellente stabilité du cycle, et haute densité énergétique. En outre, le dispositif flexible à l'état solide tel que fabriqué a montré une excellente flexibilité mécanique et une excellente stabilité environnementale. Considérant les mérites de la méthode synthétique facile, construction simple et propriétés exceptionnelles, la Co 3 O 4 Le dispositif flexible à semi-conducteurs @Co-MOF//AC ouvre de belles perspectives en matière de portable, applications électroniques flexibles et légères.