冯新亮JACS：高倍率二维聚芳酰亚胺共价有机骨架负极用于水系锌离子储能装置
Nanoyu
可充电水系锌离子储能器件是下一代储能技术的候选材料。然而，缺乏具有低电势窗口的高度可逆的锌离子储存负极材料仍然是其商业化面临的主要的挑战。
有鉴于此，德国德累斯顿工业大学冯新亮教授报道了一种具有高动力学锌离子存储能力的二维聚芳酰亚胺共价有机骨架（PI-COF）负极材料。
文章要点
1）PI-COF井然有序的孔道使内置氧化还原活性羰基具有很高的可及性，并以较低的能垒实现有效的离子扩散。
2）所构建的PI-COF负极具有高比容量（0.7A g−1下，332 C g−1或92 mAh g−1)、高倍率(7 A g−1时，达到79.8%)和长循环寿命(4000次循环后，容量保持在85%)。
3）原位拉曼光谱研究和第一性原理计算阐明了锌离子的两步储存机制，即酰亚胺羰基可逆地形成带负电荷的烯醇酸盐。
4）通过将PI-COF阳极与MnO2阴极耦合，研究人员制备了无枝晶全锌离子器件，其具有优异的能量密度（23.9 -66.5 WH kg−1）和超级电容级别的功率密度(133∼4782 W kg-1)。
研究工作论证了共价有机骨架作为锌离子储能阳极的可行性，为构建可靠的水相储能装置提供了广阔的应用前景。
Minghao Yu, et al, A High-Rate Two-Dimensional Polyarylimide Covalent Organic Framework Anode for Aqueous Zn-Ion Energy Storage Devices, J. Am. Chem. Soc, 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c07992
https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c07992
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