Small:金属有机框架及其复合热电材料研究进展

深圳大学材料学院陈光明特聘教授和刘卓鑫助理教授课题组近日在Small发表了综述论文,着重介绍和讨论了在设计导电MOFs和基于MOFs的复合材料用于热电转换应用方面的最新进展。该论文首先介绍了基本的热电参数及其在MOFs中的调节机制,并讨论了塞贝克系数、电导率和热导率的优化方法及解耦策略,从而为实现MOFs的高ZT值奠定理论基础。接着,作者归纳与讨论了导电MOFs及其热电应用的研究现状。MOFs具有有机聚合物热电的许多特点,包括良好的可加工性、无毒、低成本等。它们独特的合成方法和结构多样性提供了巨大的机会,可以通过理性选择金属和配体来优化电子结构以获得高ZT值。它们可调的结构长程有序可以促进电荷载流子的迁移,从而在不明显降低塞贝克系数的情况下提高电导率。此外,它们孔隙中可容纳的各种客体分子和纳米结构有利于进一步调整其电子和声子传输特性。作者从本征导电MOFs以及客体分子@MOFs导电复合材料两个角度分别对MOFs作为热电材料的应用情况进行了详细讨论。最后,作者对MOFs基热电材料的研究现状进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望。

图1 MOFs的塞贝克系数、电导率和热导率情况。

论文信息

Recent Progress in Designing Thermoelectric Metal–Organic Frameworks

Yuan Fan, Zhuoxin Liu*, Guangming Chen*

Small

DOI:10.1002/smll.202100505

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202100505