Small Methods: 普鲁士蓝类似物及其衍生纳米材料在电化学储能和电催化领域的研究进展

雨辰

2021-01-23

普鲁士蓝类似物（PBA）是最古老的基于氰化物的人工配位聚合物，具有开放的骨架结构，大的比表面积，均匀的金属活性位点和可调的组成，在电化学储能方面显示出巨大的应用潜力。这些电化学活性材料也已被转换成多种功能性含金属纳米材料，包括碳包封的金属/金属合金，金属氧化物，金属硫化物，金属磷化物等，这些材料来源于多种元素的组成和精心的结构设计。

有鉴于此，中国科学院长春应用化学研究所宋术岩和张洪杰研究员等人，对PBA框架及其衍生物基电极材料和用于电化学能量存储和转换的电催化剂的最新进展进行全面综述。

本文要点

1）系统地总结了普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料的合成、结构设计、及其在锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、析氢反应、析氧反应和氧还原反应等电化学能量存储与电催化领域的研究进展。包括：普鲁士蓝类似物合成和纳米结构设计；普鲁士蓝类似物储能研究；普鲁士蓝类似物衍生材料储能研究；普鲁士蓝类似物衍生材料电催化研究。

2）还重点介绍了纳米材料结构与电化学性能之间的关系，介绍了普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料组成、复合结构、异质界面结构、形貌调控等提升能量存储和电催化性能的有效方法。

3）最后，还讨论了该研究领域面临的关键科学挑战：存在纳米材料形貌较为单一、元素种类相对有限、材料的制备以及能量存储和电催化机理不够明晰等问题。并对该领域未来的研究方向进行了展望，提出了发展新的材料制备方法和原位表征技术，结合理论计算明晰材料组成、结构与性质关系的展望。

总之，该工作将为开发先进的基于普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料用于能量存储和转换系统提供指导。

参考文献：

Xuezhi Song et al. Prussian Blue Analogs and Their Derived Nanomaterials for Electrochemical Energy Storage and Electrocatalysis. Small Methods, 2021.

DOI: 10.1002/smtd.202001000

https://doi.org/10.1002/smtd.202001000