हाल ही में, मिट्टी का शंघाई संस्थान, विज्ञान के चीनी अकादमी के शोधकर्ता लियू जियानजुन, टीम और सहयोगात्मक अनुसंधान के माध्यम से विज्ञान के प्रोफेसर हुआंग Yunhui टीम के Huazhong विश्वविद्यालय, डिजाइन तीन आयामी तह जैविक सह व्यवस्था की संक्रमण धातु आयन अणु योक निर्माण नैनो धातु कार्बनिक ढांचे के साथ (MOF) सामग्री perylenetetracarboxylic एक जस्ता (Zn-पीटीसीए), संयुग्मित अंगूठी electrochemically सक्रिय कार्बन शेयरों सोडियम, सोडियम काफी सुधार भंडारण इलेक्ट्रोड सामग्री की क्षमता आगे संबंधित अनुसंधान रसायन में इलेक्ट्रोड सामग्री के नए उच्च विशिष्ट क्षमता के डिजाइन के लिए नए विचारों को प्रदान करने के लिए सबसे ऊपर पत्रिका।
MOF nanomaterial, एक तीन आयामी संरचना, आत्म इकट्ठे जैविक लाइगैंडों साथ (या नैनो क्लस्टर) मुख्य रूप से संक्रमण धातु आयनों के द्वारा होता है एक ध्यान में लीन होना संरचना विनियमन, उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और अमीर सतह कार्य समूहों, आदि गैस सोखना और जुदाई में की वजह से आसान है nanocatalysis पहलू सीमित विशिष्ट क्षमता के कारण, व्यापक अनुप्रयोग हैं। हालांकि, बहुत, सोडियम आयन बैटरी सामग्री विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण सामग्री। के आवेदन सीमित है, उदाहरण के लिए, सोडियम धातु सोडियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोड सामग्री के भंडारण साइट मुख्य रूप से कार्बनिक सिंगल, डबल बंधन पुनर्व्यवस्था तंत्र अमीर सतह कार्यात्मक समूह (सी = हे, C≡N), आंतरिक रिंग सोडियम आयनों की बड़े त्रिज्या के कारण, एक कार्यात्मक समूह और इलेक्ट्रॉनिक भंडारण स्थिरता के लिए संरचनात्मक कंकाल के माध्यम से संयुग्मित जा सकता है। हालांकि MOF सामग्री डालने के लिए मुश्किल है संयुग्मित कार्बनिक interlayer कंकाल, और सोडियम आयन एम्बेडेड interlayer वान डर के interlayer विनाश वाल्स बल और सोडियम आयनों और जैसे कारणों एक संयुग्मित carbocyclic मुश्किल दुकान में (SP2 जैविक संरचनात्मक ढांचे के बीच एक संयुग्मित carbocyclic कमजोर बल -सी), MOF सामग्री एक कम प्रतिवर्ती विशिष्ट क्षमता के लिए अग्रणी। इस प्रकार, electrochemically सक्रिय सह carbocyclic सोडियम जलाशय योक की सक्रियता, आवश्यक इलेक्ट्रोड सामग्री की भंडारण क्षमता में सुधार है लेकिन एक बड़ा चुनौती के साथ।
विद्युत रासायनिक जियानजुन गणना की टीम पहले सिद्धांतों आणविक गतिशीलता सिमुलेशन, इलेक्ट्रॉनिक संरचना विश्लेषण में पाया गया कि एक तीन आयामी धातु मुड़ा संयुग्मित कार्बनिक पदार्थ सोडियम आयनों की एक विशेषता carbocyclic भंडारण sp2-सी हो रही है, एक संयुग्मित carbocyclic जलाशय प्राप्त करने के लिए को जोड़ती है सोडियम की सैद्धांतिक और प्रायोगिक सत्यापन, तीन मुड़ा PERYLENE tetracarboxylic जस्ता में संक्रमण धातु hexacoordination स्थिर करने के लिए सोडियम आयनों की जगह, स्तरित PERYLENE टेट्रा सोडियम वह स्वरूप हो सकता मिला था कार्बनिक परत के बीच संक्रमण धातु जटिल रासायनिक बंधन के बजाय वान डेर वाल्स बल, खुले स्थानिक संरचना न केवल गठन भंडारण वान डर वाल्स बल की सोडियम विनाश के प्रभाव को समाप्त, और यह भी Na + गतिज दर के प्रवास को बढ़ाते हैं। प्रयोगात्मक परिणामों की विद्युत लक्षण वर्णन गणना की विद्युत मेल खाना, में Zn-पीटीसीए Na + की पुष्टि की कार्यात्मक समूह -COO-, Na + carbocyclic संयुग्मित sp2-C-कदम डालने सोडियम प्रतिक्रिया पर पहुंच गया 357 mAh की क्षमता जी 1। सीटू एक्सआरडी आरोप-प्रवाह प्रक्रिया की तुलना में काफी अधिक, एनएमआर, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी से पता चला सामग्री के बाद एक कम दबाव निर्वहन और समय चक्र है, फ्रेम संरचना अभी भी अच्छे स्थिरता है।
यह काम राज्य के प्रमुख अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम, चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, शंघाई जीनोम परियोजना और अन्य सामग्री द्वारा समर्थित किया गया।
डिजाइन और ना-पीटीसीए द्वारा भविष्यवाणी Zn-पीटीसीए सोडियम भंडारण साइट के लिए
में (ए) एम्बेडेड Zn-पीटीसीए साइट में सोडियम आयनों, बिल्ट-इन संभावित (बी) और प्रवास चैनल (सी)
Zn-पीटीसीए की विद्युत गुण: प्रभारी-निर्वहन वक्र (ए), चक्र प्रदर्शन (बी), दर क्षमता (सी) और वक्र सीवी
