Selective Center Charge Density Enables Conductive 2D Metal−Organic Frameworks with Exceptionally High Pseudocapacitance and Energy Density for Energy Storage Devices

假电容 材料科学 电解质 电极 电化学 储能 密度泛函理论 氧化还原 功率密度 导电体 纳米技术 化学工程 化学物理 超级电容器 物理化学 复合材料 化学 计算化学 功率(物理) 冶金 工程类 物理 量子力学
作者
Situo Cheng,Wenzheng Gao,Zhen Cao,Yifan Yang,Erqing Xie,Jiecai Fu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (14) 被引量:35
标识
DOI:10.1002/adma.202109870
摘要

Conductive 2D conjugated metal-organic frameworks (c-MOFs) are attractive electrode materials due to their high intrinsic electrical conductivities, large specific surface area, and abundant unsaturated bonds/functional groups. However, the 2D c-MOFs reported so far have limited charge storage capacity during electrochemical charging and discharging, and the energy density is still unsatisfactory. In this work, a strategy of selective center charge density to expand the traditional electrode materials to the electrode-electrolyte coupled system with the prototypical of 2D Co-catecholate (Co-CAT) is proposed. Electrochemical mechanism studies and density functional theory calculations reveal that dual redox sites are achieved with the quinone groups (CAT) and metal-ion linkages (Co-O) serving as the active sites of pseudocapacitive cation (Na+ ) and redox electrolyte species (SO32- ). The resultant electrode delivers an exceptionally high capacity of 1160 F g-1 at 1 A g-1 and a special self-discharge rate (86.8% after 48 h). Moreover, the packaged asymmetric device exhibits a state-of-the-art energy density of 158 W h kg-1 at the power density of 2000 W kg-1 and an excellent self-discharge rate of 80.6% after 48 h. This success will provide a new perspective for the performance enhancement for the 2D-MOF-based energy storage devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
呓语发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Tico发布了新的文献求助10
2秒前
打打应助小白采纳,获得10
2秒前
互助应助孔洋采纳,获得20
2秒前
王火火发布了新的文献求助10
3秒前
子车茗应助loywell采纳,获得20
4秒前
超帅的啤酒完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
bubibubi完成签到,获得积分10
5秒前
识字岭的岭完成签到,获得积分10
6秒前
爱壹帆完成签到,获得积分10
6秒前
常常发布了新的文献求助10
6秒前
贪玩的秋柔应助肖旻采纳,获得10
6秒前
小二郎应助gibodan采纳,获得10
7秒前
迎风发布了新的文献求助10
7秒前
Annlucy完成签到 ,获得积分20
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
ding应助Tico采纳,获得10
12秒前
今后应助吃鱼的猫采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
坚定蓝天发布了新的文献求助10
14秒前
子车茗应助loywell采纳,获得20
15秒前
Etnicotinate完成签到,获得积分10
15秒前
愉快的含巧完成签到 ,获得积分10
15秒前
luyu完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
ifast完成签到 ,获得积分10
17秒前
霸气鹏煊完成签到,获得积分10
17秒前
万能图书馆应助小熊采纳,获得10
18秒前
Hw发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
pxhert完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6053518
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7873206
关于积分的说明 16278702
捐赠科研通 5198903
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2781668
邀请新用户注册赠送积分活动 1764588
关于科研通互助平台的介绍 1646199