氮化硼(BN)作为一种常规的绝缘材料，在电子学领域的研究较多。近年来，随着制备/改性技术的发展和对电化学机理的深入理解，BN基纳米材料在电化学领域取得了重大进展。利用氮化硼的特性开发先进的电化学器件将是一个突破性的进展，将引发一场新的能源革命。氮化硼由于其化学和热稳定性以及较高的机械强度，可以缓解电化学系统中固有的各种问题，如常规有机隔板的热变形、金属阳极的固体电解质界面层较弱、电催化剂中毒等。

有鉴于此，澳门大学洪果教授和南京大学姚亚刚教授等人，从材料制备、理论计算和实际应用等方面系统地总结了氮化硼与各种电化学能源技术的结合。并对BN基电化学的发展面临的挑战和前景进行了展望。

本文要点

1）近五年来，随着理论和实验技术的不断进步，BN基纳米材料从理论预测、材料制备、结构分析、实验验证等方面在电化学储能与转换领域取得了长足的进步。随着这些发展，BN将为未来更好的电化学能源的研究开辟新的途径。然而，BN纳米材料在电化学储能中的实际应用仍存在一些挑战。1）对于超级电容器中的活性材料，虽然理论研究已经表明其储能机制，但最小电容尚未达到商业标准。可以考虑一些特殊的电源系统。尽管具有定向缺陷的 BN 难以制备，但碳层改性 BN 已被广泛研究并显示出高容量。2)BN材料以可控方式改性。基于理论研究，BN的精确改性可以选择性地改善相应的电化学过程。然而，在许多情况下，理论研究和实验研究之间存在差距。许多理论预测的特性尚未通过实验得到充分证明，这可能是由于缺乏对掺杂或空位的准确控制。一般来说，应该积极看待实验与理论之间的这种差距。随着物理化学改性技术的不断进步，相信这个问题是可以得到妥善解决的。3)BN纳米材料的规模化生产是其实际应用的关键。除了产量和成本外，还需要考虑 BN 产品的质量、形态和层数。4）对BN机制的进一步了解仍然是必要的。对于不清楚的电化学过程，原位表征和深入的理论模拟可能会提供更好的理解。例如，原位TEM和电化学测试将使BN基纳米材料的电化学机制在空间和化学上得到促进。这将有助于新型BN基电催化剂和电极材料的设计和开发。

参考文献：

Jun Pu et al. Synthesis and Modification of Boron Nitride Nanomaterials for Electrochemical Energy Storage: From Theory to Application. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202106315

https://doi.org/10.1002/adfm.202106315