Las estructuras metalorgánicas (MOF) se forman mediante el autoensamblaje de iones metálicos y enlazadores orgánicos. Debido a sus propiedades superiores, como su gran superficie, alta porosidad y capacidad de sintonización de la estructura, Los MOF han surgido recientemente como un tipo de materiales porosos importantes y han atraído un gran interés en muchos campos, como el almacenamiento y la separación de gas, catálisis, y almacenamiento de energía. Sin embargo, Los MOF todavía tienen algunos puntos débiles, que impiden en gran medida el uso de todo su potencial. Por ejemplo, La mayoría de los MOF manifiestan propiedades inferiores para la conducción eléctrica y tienen una estabilidad química limitada (en agua, especialmente condiciones alcalinas), impidiéndoles exhibir su mejor desempeño en el campo de la electroquímica. Afortunadamente, Hibridar MOF con una variedad de materiales funcionales para generar compuestos MOF puede integrar los méritos y mitigar las deficiencias de ambos materiales originales.

Nanomateriales de óxido metálico con forma controlable, Talla, la cristalinidad y la funcionalidad se aplican ampliamente en muchos campos. Debido a su alta capacitancia específica teórica, bajo costo, y gran reversibilidad, se consideran materiales de electrodo pseudocapacitivos ideales, pero tienen altas energías superficiales y son propensos a la agregación, que conduce a la pérdida del rendimiento pseudocapacitivo. Además, Los óxidos metálicos generalmente muestran solo pequeñas áreas de superficie, que ha restringido en gran medida el uso de óxidos metálicos como materiales de electrodos para el almacenamiento de energía electroquímica. Como consecuencia, Encontrar un método rentable para aumentar las áreas superficiales específicas de los óxidos metálicos es crucial para lograr una alta actividad pseudocapacitiva.

En un nuevo estudio publicado en Beijing, Revista Nacional de Ciencias , científicos de la Universidad de Yangzhou en Yangzhou, Porcelana, Presentar un compuesto de óxido de metal altamente estable alcalino @ MOF, Co ₃ O ₄ nanocubo @ Co-MOF (Co ₃ O ₄ @ Co-MOF). Coautores Shasha Zheng, Qing Li, Huaiguo Xue, Huan Pang, y Qiang Xu hizo una profunda declaración sobre el diseño y la síntesis del Co ₃ O ₄ @ Co-MOF, la prueba electroquímica, y las buenas perspectivas de la Co ₃ O ₄ @ Co-MOF aplicado al electrodo del dispositivo de almacenamiento de energía del condensador electroquímico.

El co ₃ O ₄ @ Co-MOF se sintetizaron con éxito mediante una reacción hidrotermal en un solo recipiente en condiciones altamente alcalinas. Sin hibridar con Co ₃ O ₄ , Co-MOF puede proporcionar un espacio apropiado para la reacción electroquímica y la intercalación / desintercalación de K + durante el proceso de almacenamiento de energía, pero la estabilidad alcalina del Co-MOF prístino es pobre, resultando en una capacitancia tan baja como 356 F g ^-1 . La presencia de Co ₃ O ₄ en la superficie de Co-MOF mejora eficazmente la estabilidad alcalina, aumenta los sitios activos redox, conduciendo a una mejora dramática de la capacitancia a 10 ²⁰ F g ^-1 a 0,5 A g ^-1 . Un Co tan altamente alcalino-estable ₃ O ₄ El compuesto @ Co-MOF muestra ventajas significativas para su aplicación como electrodo de dispositivo de almacenamiento de energía de condensador electroquímico en términos de mayor durabilidad y capacitancia. El co ₃ O ₄ El compuesto @ Co-MOF muestra una alta estabilidad cíclica después de 5000 ciclos con solo un 3,3% de desintegración a 5 A g ^-1 . Más notablemente, el dispositivo de estado sólido / acuoso construido mostró una alta capacitancia específica, maravillosa estabilidad del ciclo, y alta densidad energética. Además, el dispositivo flexible de estado sólido fabricado mostró una excelente flexibilidad mecánica y estabilidad ambiental. Considerando los méritos del sencillo método sintético, construcción simple y propiedades sobresalientes, El co ₃ O ₄ @ Co-MOF // El dispositivo flexible de estado sólido de CA abre perspectivas brillantes en portátiles, Aplicaciones electrónicas flexibles y ligeras.