层状金属有机框架（MOF）已成为下一代超级电容器的有前途的材料。了解电解质离子大小如何以及为何影响电化学性能对于开发改进的 MOF 器件至关重要。

近日，为了解决这个问题，图卢兹第三大学Patrice Simon，剑桥大学

Alexander C. Forse研究了 Cu₃(HHTP)₂ (HHTP = 2,3,6,7,10,11-六羟基苯并菲)与一系列不同阳离子尺寸的 1 M 四烷基四氟硼酸铵 (TAABF₄) 电解质的储能性能。

文章要点

1）三电极实验表明，Cu₃(HHTP)₂ 对所有离子尺寸均表现出不对称充电响应，正电荷时具有较高的储能能力，TAA⁺离子较大时，充电不对称性较大。结果进一步表明，与较大的TAA⁺离子相比，较小的TAA⁺离子在正负充电时表现出更好的电容性能。

2）为了获得更深入的了解，电化学石英晶体微天平测量了充放电过程中的离子电吸附。这些结果揭示了Cu₃(HHTP)₂以阳离子为主的充电机制，但有趣的是，该溶剂也参与了阳离子较大的充电过程。总体而言，这项研究的结果表明，较大的TAA⁺阳离子饱和了Cu₃(HHTP)₂基电极的气孔。这导致了更不对称的荷电行为，迫使溶剂分子在电荷储存机制中发挥作用。

这些发现极大地加深了人们对层状MOF中离子电吸附的理解，并将指导改进的MOF基超级电容器的设计。

参考文献

Jamie W. Gittins, et al, Understanding Electrolyte Ion Size Effects on the Performance of Conducting Metal−Organic Framework Supercapacitors, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c00508

https://doi.org/10.1021/jacs.4c00508