DOI: 10.1016/j.mtnano.2020.100105
本文總結了近幾年來導電MOFs在電化學能源存儲器件的應用，如超級電容器、鋰基電池、鈉基電池、鋅基電池、電化學傳感；以及電化學能源轉化技術的優(yōu)化，如電催化析氫、電催化析氧、電化學氧還原、電化學氮還原、電化學二氧化碳還原等。本文首先介紹了導電MOFs的三種導電機制和設計策略，并以此為線索介紹了導電MOFs在電化學傳感中的應用進展。在此基礎上，本文重點總結了導電MOFs在電化學能源存儲器件和電化學能源轉化技術等方面的最新研究進展及挑戰(zhàn)，并且對其未來的發(fā)展方向進行了分析和展望。隨著傳統(tǒng)化石燃料的大量消耗，能源危機和環(huán)境污染引起了社會的廣泛關注，如何高效開發(fā)和利用清潔能源已迫在眉睫。因此，電化學儲能器件、電化學傳感和電化學能源轉化技術受到了廣泛的研究。電極活性物質(zhì)是決定這些電化學器件性能的關鍵。相比與傳統(tǒng)的電活性材料，導電MOFs擁有獨特的優(yōu)異性質(zhì)：（1）大的表面積，有利于更多的活性位點暴露在電解液中；（2）結構和組成可調(diào)，并允許多種金屬摻雜，可利用多種金屬原子之間的協(xié)同效應獲得較高的電化學活性；因此，導電MOFs作為電活性材料有望提升電化學器件的性能?？偨Y導電MOFs在電化學儲能器件、電化學傳感和電化學能源轉化技術方面的研究進展將會對導電MOFs在相關方向的研究提供新的借鑒。近日，澳門大學洪果教授（通訊作者）課題組和南京大學姚亞剛教授（通訊作者）課題組合作，在《Materials Today Nano》上發(fā)表了題為“Recent advances of electrically conductive metal-organic frameworks in electrochemical applications”的綜述論文。雖然導電MOFs在電化學領域的應用已經(jīng)取得了許多成果，但是其距離實際應用還有較長的路要走。作者分享了自己對于導電MOFs未來發(fā)展的一些看法：1. 導電MOFs的導電性、穩(wěn)定性和電化學活性仍然需要進一步提升。2. 精確調(diào)控導電MOFs的孔結構有利于提升導電MOFs的電化學性能和穩(wěn)定性。3. 在電化學傳感的應用中，構建導電MOFs的結構與傳感性能之間的構效關系將會極大地促進其在電化學傳感應用。4. 在電化學儲能中，闡明導電MOFs的活性位點與電極電勢之間的關系會推動其在電化學儲能器件中的發(fā)展。5. 在電催化應用中，在深入了解導電MOFs在電催化劑中的作用機理和穩(wěn)定性的基礎上，結合實驗和理論模擬的協(xié)同研究才能獲得具有較高活性的MOFs催化劑。李朝威（第一作者），澳門大學應用物理及材料工程研究院博士后，2019年在中國科學技術大學取得博士學位，主要研究領域為柔性可穿戴儲能器件。
姚亞剛（通訊作者），南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院教授。2004年7月畢業(yè)于蘭州大學化學化工學院，同年保送至北京大學化學與分子工程學院碩博連讀，2009年7月博士畢業(yè)后到美國喬治亞理工學院進行博士后研究，2014年任中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員，2018年任職于南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院。一直從事低維材料的控制合成及其在柔性儲能器件和熱管理中的應用研究，在高導熱界面材料的設計與控制制備以及柔性儲能器件與集成等方面取得了系統(tǒng)成果。曾獲國家自然科學基金委優(yōu)秀青年科學基金、海外高層次青年人才、全國百篇優(yōu)秀博士學位論文。洪果（通訊作者），澳門大學應用物理及材料工程研究院助理教授。2011年在北京大學獲得博士學位，師從張錦院士，與Samsung Electronics合作開展碳納米管領域研究工作。2011年至2013年任職香港城市大學博士后，師從李述湯院士從事石墨烯領域研究工作。2013年至2016年任職瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院博士后，師從Dimos Poulikakos教授，與IBM公司合作從事三維集成電路領域研究工作。2017年任職澳門大學助理教授，并于2018年任職澳門物理學會副理事長，主要研究領域為柔性器件及柔性能源存儲。
