Small Methods:普鲁士蓝类似物及其衍生纳米材料能量存储与电催化

电化学能量存储与转换技术创新是解决能源危机和环境污染问题的有效途径,组成和结构优异的功能纳米材料是构筑高能量存储与转换效率的电化学能源器件的重要基石。因此,寻找高性能的纳米电极材料和电催化剂至关重要。

普鲁士蓝类似物作为古老的人造配位聚合物,因其开放的框架结构、均匀分布的金属活性中心、可调的组成,以及其可以转化为金属/金属合金、金属氧化物、硫化物、磷化物、及碳基杂化材料等优势,在能源存储和转换方面受到广泛关注。近日,中国科学院长春应用化学研究所宋术岩和张洪杰研究员课题组系统地总结了普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料的合成、结构设计、及其在电化学能量存储与电催化领域(例如锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、析氢反应、析氧反应和氧还原反应)的研究进展。具体包括(1)普鲁士蓝类似物合成和纳米结构设计;(2)普鲁士蓝类似物储能研究;(3)普鲁士蓝类似物衍生材料储能研究;(4)普鲁士蓝类似物衍生材料电催化研究。本综述介绍了普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料组成、复合结构、异质界面结构、形貌调控等提升能量存储和电催化性能的有效方法。同时,指出本领域存在纳米材料形貌较为单一、元素种类相对有限、材料的制备以及能量存储和电催化机理不够明晰等问题;提出了发展新的材料制备方法和原位表征技术,结合理论计算明晰材料组成、结构与性质关系的展望。可以预期,该综述将为开发先进的基于普鲁士蓝类似物及其衍生物纳米材料用于能量存储和转换系统提供指导。   

相关论文在线发表于Small Methods期刊(DOI: 10.1002/smtd.202001000)。