水系储能器件以其安全、低成本、易操作等优点成为当前研究的热点。金属有机骨架（MOFs）及其衍生材料提供了一个新的电极材料库，引起了人们广泛的研究。其丰富的结构灵活性（如金属节点、配体、孔结构等）赋予了MOFs及其衍生材料使其广泛应用于各种能源器件。

近日，新加坡南洋理工大学范红金教授，Yao Zhou重点综述了MOF及其衍生材料在结构参数和结构调节策略方面的研究进展，并系统地总结了MOF结构对水系储能器件性能的影响。

文章要点

1）活性中心是决定比电容、催化活性和储能密度的关键因素。通过改变后合成过程和金属节点和配体的类型，可以实现MOF中活性物种的广泛多样性。同时，通过调节母体MOF的热解温度和气氛，可以有效地调节MOF衍生材料中活性中心的类型以及形貌。

2）传质是影响倍率性能和循环稳定性的另一个关键问题。对于用于水系储能器件中的MOFs及其衍生材料，其传质过程主要受孔结构、活性金属位点、晶体尺寸和结晶度等因素的影响。这些结构参数可以通过连接基的长度、退火温度和气氛来调节。

3）构建导电MOFs是克服其导电性差的一种极有前途的策略。具有强π轨道共轭特性的配体提供了MOF的高电荷密度和迁移率。其导电性的提高源于各组分的有效轨道重叠。通常，典型的“金属配体”，如四硫富瓦烯（TTF）和以邻位二取代N、O或S为电子供体的苯/三苯衍生配体，能有效地促进电子传递。而出色的电导率可有效提高器件电容、循环稳定性、放电平台和倍率性能等。

4）作者最后指出了用于水系储能器件的MOF及其衍生材料仍面临的挑战，并对未来用于水系储能器件的MOF及其衍生材料进行了展望。

参考文献

H. Tan et al., Metal organic framework (MOF) in aqueous energy devices,

Materials Today, (2021)

DOI: 10.1016/j.mattod.2021.03.011

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.03.011