導電金屬-有機骨架（c-MOFs）和離子液體（ILs）已成為高性能超級電容器的有利組合。然而，c-MOFs的納米約束和ILs的高粘度減緩了充電過程，但可通過添加溶劑來解決。
本研究探討了導電金屬有機框架（c-MOFs）和離子液體（ILs）在高性能超級電容器中的結合應用。
研究通過恒電位分子模擬，發現在最佳IL與溶劑比例（0.107）下，可以顯著提升超過100%的容量和約6倍的充電速度。通過合成接近理想狀態的c-MOFs并開發多尺度模型，將分子模擬與電化學測量相聯系，證實了這些改進。
結果表明，溶劑作為“離子排斥劑”增強了電荷存儲，同時作為“離子交通警察”優化了離子傳輸路徑，加速了充電動力學。本工作為MOF超級電容器的優化設計鋪平了道路。
馮光，男，1980年9月生。華中科技大學教授/博導，國家杰出青年科學基金獲得者，英國皇家化學學會會士。
近些年來，一直從事與微納尺度界面和輸運相關的基礎問題研究，在有關超級電容器儲能機理與優化設計方面做出了一些成果。研究工作具有能源與物理、化學、材料等方向相交叉的學科特點；已發表英文書籍3章、SCI期刊論文百余篇，其中第一/通訊作者論文70余篇（包括Nature Materials、Nature Computational Science、Nature Communications、Physical Review Letters、Physical Review X、Advanced Materials、Angewandte Chemie、Chemical Reviews等），H因子45
本研究的亮點在于揭示了有機溶劑在c-MOF超級電容器中同時充當“離子排斥劑”和“離子交通警察”的雙重角色，實現了超過100%的容量提升和大約6倍的充電速度增加。
通過精確控制IL與溶劑的比例，優化了離子在MOF孔道中的傳輸路徑，顯著提高了超級電容器的充放電性能。這些發現不僅為設計具有高能量和功率性能的多孔超級電容器奠定了基礎，而且對于電池、離子門控和電潤濕等其他應用也具有潛在的指導意義。
標題：Organic Solvent Boosts Charge Storage and Charging Dynamics of Conductive MOF Supercapacitors
DOI：10.1002/adma.202403202
原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/23/8349c27b71/
