Le strutture metallo-organiche (MOF) sono formate tramite l'autoassemblaggio di ioni metallici e linker organici. Grazie alle loro proprietà superiori, come la loro ampia superficie, elevata porosità e accordabilità della struttura, I MOF sono recentemente emersi come un tipo di importanti materiali porosi e hanno suscitato un intenso interesse in molti campi, come lo stoccaggio e la separazione del gas, catalisi, e accumulo di energia. Tuttavia, I MOF hanno ancora alcuni punti deboli, che impediscono in larga misura l'uso del loro pieno potenziale. Per esempio, la maggior parte dei MOF manifesta proprietà inferiori per la conduzione elettrica e ha una stabilità chimica limitata (in acqua, condizioni particolarmente alcaline), impedendo loro di esibire le loro migliori prestazioni nel campo dell'elettrochimica. Fortunatamente, l'ibridazione di MOF con una varietà di materiali funzionali per generare compositi MOF può integrare i pregi e mitigare le carenze di entrambi i materiali genitori.

Nanomateriali di ossido metallico con forma controllabile, dimensione, cristallinità e funzionalità sono ampiamente applicate in molti campi. A causa della loro elevata capacità specifica teorica, basso costo, e grande reversibilità, sono considerati materiali elettrodici pseudocapacitivi ideali, ma hanno energie superficiali elevate e sono inclini all'aggregazione, portando alla perdita delle prestazioni pseudocapacitive. Inoltre, gli ossidi metallici di solito mostrano solo piccole aree superficiali, che ha ampiamente limitato l'uso di ossidi metallici come materiali per elettrodi per l'accumulo di energia elettrochimica. Di conseguenza, trovare un metodo conveniente per aumentare le aree superficiali specifiche degli ossidi metallici è fondamentale per ottenere un'elevata attività pseudocapacitiva.

In un nuovo studio pubblicato su Pechino Rassegna scientifica nazionale , scienziati della Yangzhou University di Yangzhou, Cina, presentano un composito di ossido di metallo altamente alcalino-stabile@MOF, Co ₃ oh ₄ nanocube@Co-MOF (Co ₃ oh ₄ @Co-MOF). Co-autori Shasha Zheng, Qing Li, Huaiguo Xue, Huan Pang, e Qiang Xu hanno fatto una profonda dichiarazione sul design e sulla sintesi del Co ₃ oh ₄ @Co-MOF, il test elettrochimico, e le buone prospettive del Co ₃ oh ₄ @Co-MOF applicato all'elettrodo del dispositivo di accumulo di energia del condensatore elettrochimico.

il Co ₃ oh ₄ @Co-MOF sono stati sintetizzati con successo tramite una reazione idrotermale one-pot in condizioni altamente alcaline. Senza ibridazione con Co ₃ oh ₄ , Co-MOF può fornire uno spazio appropriato per la reazione elettrochimica e l'intercalazione/deintercalazione del K+ durante il processo di accumulo di energia, ma la stabilità alcalina del Co-MOF incontaminato è scarsa, con conseguente capacità a partire da 356 F g ^-1 . La presenza di Co ₃ oh ₄ sulla superficie di Co-MOF migliora efficacemente la stabilità alcalina, aumenta i siti redox attivi, portando a un drammatico aumento della capacità a 10 ²⁰ F g ^-1 a 0,5 A g ^-1 . Un Co . altamente alcalino-stabile ₃ oh ₄ Il composito @Co-MOF mostra vantaggi significativi per l'applicazione come elettrodo per dispositivi di accumulo di energia a condensatore elettrochimico in termini di maggiore durata e capacità. il Co ₃ oh ₄ Il composito @Co-MOF mostra un'elevata stabilità ciclica dopo 5000 cicli con solo il 3,3% di decadimento a 5 A g ^-1 . Più notevolmente, il dispositivo acquoso/solido così com'è ha mostrato un'elevata capacità specifica, meravigliosa stabilità del ciclo, e ad alta densità energetica. Inoltre, il dispositivo flessibile allo stato solido come fabbricato ha mostrato un'eccellente flessibilità meccanica e stabilità ambientale. Considerando i meriti del facile metodo sintetico, costruzione semplice e proprietà eccezionali, il Co ₃ oh ₄ Il dispositivo flessibile a stato solido @Co-MOF//AC apre prospettive brillanti in portatili, applicazioni elettroniche flessibili e leggere.