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張朝峰/郭再萍/張仕林?EES：用于先進(jìn)儲能的共價三嗪框架——挑戰(zhàn)和新機(jī)遇

與儲能系統(tǒng)中使用的無機(jī)電極材料相比，有機(jī)電極材料具有多個優(yōu)勢，包括輕質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)可控、高比容量、可用自然資源廣泛以及可回收性。然而，其低離子電導(dǎo)率和隨時間降解的敏感性導(dǎo)致性能較差和壽命較短。CTFs是一種共價有機(jī)框架，具有可控的孔隙度、可修改的結(jié)構(gòu)和多功能的優(yōu)勢。其特點是具有剛性的三嗪(C3N3)連接單元，具有良好的熱和化學(xué)穩(wěn)定性，使它們能夠在循環(huán)時抵抗結(jié)構(gòu)變形。近年來，共價三嗪框架(CTFs)已成為有機(jī)電極發(fā)展的一種有效策略。

在此，安徽大學(xué)張朝峰教授和澳大利亞阿德萊德大學(xué)郭再萍院士、張仕林研究員等人綜述了CTFs在儲能技術(shù)中的應(yīng)用，重點介紹了目前的研究現(xiàn)狀、存在的挑戰(zhàn)和潛在的未來研究方向。

圖1. 儲能設(shè)備性能提升的可能策略

具體而言，本綜述展示了CTFs的比表面積、孔隙密度和尺寸以及分子結(jié)構(gòu)如何通過使用預(yù)先合成的功能化策略來微調(diào)儲能應(yīng)用。此外，本綜述提出了合成后功能化方法，將CTFs與其他材料(如導(dǎo)電碳、聚合物和金屬)結(jié)合起來，以創(chuàng)建復(fù)合材料，從而在儲能應(yīng)用中獲得卓越的性能和耐久性。同時強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)和化學(xué)修飾對CTFs儲能性能的重大影響，為先進(jìn)儲能材料的設(shè)計提供了見解。

總之，CTFs為可充電儲能系統(tǒng)的實際部署提供了一個有希望的途徑。設(shè)計具有高離子電導(dǎo)率和穩(wěn)定性的CTFs，以及改進(jìn)具有定制功能的CTFs的可控合成，對儲能系統(tǒng)的成功部署至關(guān)重要。應(yīng)繼續(xù)努力開發(fā)具有新穎拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的CTFs，并對影響性能的參數(shù)有更深入的了解。CTFs具有的結(jié)構(gòu)可設(shè)計性、可加工性、化學(xué)和熱穩(wěn)定性、可回收性，甚至生物相容性都推動了人們的興趣。因此，本綜述為未來CTFs的各種應(yīng)用提供了有價值的架構(gòu)設(shè)計思想。

圖2. CTFs基材料儲能面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

Covalent Triazine Frameworks for Advancd Energy Storage: Challenges and New Opportunities, Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee01360j

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