Metallorganiska ramverk (MOF) bildas genom självmontering av metalljoner och organiska länkar. På grund av deras överlägsna egenskaper, till exempel deras stora yta, hög porositet och strukturjusterbarhet, MOF har nyligen framträtt som en typ av viktiga porösa material och har väckt stort intresse inom många områden, såsom gaslagring och separation, katalys, och energilagring. Ändå, MOF har fortfarande några svaga punkter, som hindrar användningen av deras fulla potential i stor utsträckning. Till exempel, de flesta MOF uppvisar sämre egenskaper för elektrisk ledning och har begränsad kemisk stabilitet (i vatten, särskilt alkaliska förhållanden), hindra dem från att uppvisa sina bästa prestationer inom elektrokemi. Lyckligtvis, hybridisering av MOF:er med en mängd olika funktionella material för att generera MOF -kompositer kan integrera fördelarna och mildra bristerna i båda huvudmaterialen.

Metalloxid -nanomaterial med kontrollerbar form, storlek, kristallinitet och funktionalitet tillämpas i stor utsträckning på många områden. På grund av deras höga teoretiska specifika kapacitans, låg kostnad, och stor reversibilitet, de anses vara idealiska pseudokapacitiva elektrodmaterial, men de har höga ytenergier och är benägna att aggregera, vilket leder till förlust av pseudokapacitiv prestanda. Dessutom, metalloxider visar vanligtvis bara små ytor, som i hög grad har begränsat användningen av metalloxider som elektrodmaterial för elektrokemisk energilagring. Följaktligen, Att hitta en kostnadseffektiv metod för att öka de specifika ytorna för metalloxider är avgörande för att uppnå hög pseudokapacitiv aktivitet.

I en ny studie publicerad i Beijing-baserade National Science Review , forskare vid Yangzhou University i Yangzhou, Kina, presentera en mycket alkaliskt stabil metalloxid@MOF-komposit, Co ₃ O ₄ nanocube@Co-MOF (Co ₃ O ₄ @Co-MOF). Medförfattare Shasha Zheng, Qing Li, Huaiguo Xue, Huan Pang, och Qiang Xu gjorde ett djupgående uttalande om utformningen och syntesen av Co ₃ O ₄ @Co-MOF, det elektrokemiska testet, och de goda utsikterna för Co ₃ O ₄ @Co-MOF appliceras på elektroden i den elektrokemiska kondensatorns energilagringsenhet.

Kompaniet ₃ O ₄ @Co-MOF syntetiserades framgångsrikt via en en-potts hydrotermisk reaktion under ett mycket alkaliskt tillstånd. Utan hybrider med Co ₃ O ₄ , Co-MOF kan ge ett lämpligt utrymme för den elektrokemiska reaktionen och intercalation/de-intercalation av K+ under energilagringsprocessen, men den alkaliska stabiliteten hos orörd Co-MOF är dålig, resulterar i kapacitans så låg som 356 F g ^-1 . Närvaron av Co ₃ O ₄ på ytan av Co-MOF förbättrar effektivt den alkaliska stabiliteten, ökar redox aktiva platser, vilket leder till att kapacitansen förbättras dramatiskt till 10 ²⁰ F g ^-1 vid 0,5 A g ^-1 . En sådan mycket alkaliskt stabil Co ₃ O ₄ @Co-MOF-komposit visar betydande fördelar för applikation som en elektrokemisk kondensator energilagringselektrod när det gäller ökad hållbarhet och kapacitans. Kompaniet ₃ O ₄ @Co-MOF-komposit visar en hög cykelstabilitet efter 5000 cykler med endast 3,3% sönderfall vid 5 A g ^-1 . Mer anmärkningsvärt, den konstruerade vattenhaltiga/solid-state-enheten visade hög specifik kapacitans, underbar cykelstabilitet, och hög energitäthet. Dessutom, den som tillverkade flexibla solid state-enheten visade utmärkt mekanisk flexibilitet och miljöstabilitet. Med tanke på fördelarna med den lätta syntetiska metoden, enkel konstruktion och enastående egenskaper, kompaniet ₃ O ₄ @Co-MOF // AC solid state flexibel enhet öppnar ljusa möjligheter för bärbara, flexibla och lätta elektroniska applikationer.