Vor kurzem hat das Shanghai Institute of Ceramics, Chinesische Akademie der Wissenschaften Forscher Liu Jianjun, Team und Huazhong University of Science Professor Huang Yunhui Team durch gemeinsame Forschung, Design dreidimensionales Faltung organische Co-arranged mit dem Übergangsmetallion Moleküle Joch baut Nanometallorganischen Gerüst (MOF) Materialien Perylentetracarbons eine Zink (Zn-PTCA), überstiegen konjugierte Ringelektrochemisch aktivierten Kohlenstoffvorräte Natrium, Natrium stark Speicherkapazität des Elektrodenmaterials verbessert weiter neue Ideen für die Gestaltung neuer hohe spezifische Kapazität des Elektrodenmaterials in der verwandten Forschungs Chem liefern Die Zeitschrift wurde veröffentlicht.
MOF Nanomaterial weist eine dreidimensionale Porenstruktur ist in erster Linie durch Übergangsmetallionen (oder Nanocluster) mit selbstorganisierenden organischen Liganden, mit einer Porenstruktur, wegen der Regulierung einfach ist, ein hohe spezifische Oberfläche und reiche Oberfläche funktioneller Gruppen, etc. in der Gasadsorption und Trennung, Nanokatalyse Aspekt breite Anwendungen hat. aufgrund der begrenzten spezifischen Kapazität wird groß die Anwendung von elektrochemischen Energiespeichermaterial beschränkt. Natriumion Batteriematerialien, beispielsweise die Speicherstelle von Natriummetall Natrium-Ionen-Batterie-Elektrodenmaterial hauptsächlich organische einzelne Doppelbindung Umlagerungsmechanismus reiche Oberfläche funktionelle Gruppe (C = O, C = N), kann der Innenring über eine funktionelle Gruppe und das Strukturgerüst für die elektronische Lagerstabilität konjugiert werden. aufgrund des größeren Radius von Natriumionen ist schwierig MOF Material einzufügen konjugierten organischen Zwischenschicht-Skelett, und die Zwischenschicht Zerstörung des Natriumion eingebetteten Zwischen van der Waals Kräfte und einem konjugierten carbocyclischen schwache Kraft zwischen Natriumionen und dergleichen verursacht ein konjugiertes carbocyclisches schwierig Speicher (SP2 organischen Strukturrahmen -C), das MOF Material auf eine geringeren reversible spezifische Kapazität führt. Somit kann die Aktivierung des elektrochemisch aktiven co carbocyclischen Natriumreservoir Jochs, ist wesentlich, um die Speicherkapazität des Elektrodenmaterials zu verbessern, , aber es ist schwieriger.
Elektrochemisches Jianjun berechnet Team kombiniert die ersten Prinzipien Moleküldynamik-Simulation, elektronische Strukturanalyse festgestellt, dass eine dreidimensionale metallischen plicate konjugierten organischen Material eine charakteristische carbocyclischen Speicher sp2-C von Natriumionen, mit einem konjugierten carbocyclischen Reservoir zu erreichen, theoretische und experimentelle Verifikation des Natriums Natriumionen des Übergangsmetall Hexa-Koordinations ersetzen stabilisieren wurde gefunden, layered Perylen tetra Natriumformiat in drei plicate Perylen- tetra Zink sein kann, anstelle der Übergangsmetallkomplex chemischen Bindung zwischen der organischen Schicht van der Waals-Kräfte, offene Raumstruktur gebildet beseitigt nicht nur die Auswirkungen von Natrium Zerstörung von Speicher van der Waals-Kräfte, und auch die Migration von Na + kinetische Geschwindigkeit verbessern. elektrochemische Charakterisierung der experimentellen Ergebnisse zusammenfallen elektrochemischen berechnet, in dem Zn-PTCA Na + bestätigt funktionelle Gruppe -COO-, Na carbocyclischen konjugierten sp2-C-Stufen-Insert Natrium Reaktion erreichte 357 mAh Kapazität deutlich höher als die des g-1. situ XRD-Ladungs-Entladungs-Prozesses, NMR, IR-Spektroskopie zeigte + nachdem das Material einer Niederdruckentladung und Zykluszeiten ist, hat die Rahmenstruktur immer noch eine gute Stabilität.
Diese Arbeit wurde von dem Staat des wichtigsten F & E-Programm, National Natural Science Foundation of China, Shanghai-Genom-Projekt und anderen Materialien unterstützt.
Design und Vorhersage von Na-PTCA Zn-PTCA Natrium Speicherstätte
Natriumionen in dem Zn-PTCA Standort (A) eingebettet ist, eingebautes Potential (B) und der Migrationskanal (C)
Die elektrochemischen Eigenschaften von Zn-PTCA: die Ladungs-Entladungs-Kurve (A), die Zyklusleistung (B), Ratenkapazität (C) und die Kurve CV
