مواد و ساخت پیشرفته

چارچوب‌های آلی فلزی (MOFs[1]) به دلیل تنوع ساختارها، مورفولوژی و ترکیب قابل کنترل در سطح مولکولی به طور فزاینده‌ای در طراحی یک ماده فعال از سیستم‌های باتری مختلف استفاده می‌شوند. علاوه بر این، تخلخل بالای آنها نفوذ آسان الکترولیت و انتقال یون را امکان پذیر می­کند. در یک بررسی جدید، روی عملکرد و چرخه عمر باتری‌های یونی روی قابل شارژ آبی (ZIBs[2]) با استفاده از MOF‌های پایه زیرکونیوم (IV) شامل جداکننده‌های میکروفیبر شیشه‌ای اصلاح‌شده UiO-66 و MOF-808 تمرکز شده است. و نشان داده شده است جداکننده­های اصلاح شده MOF با موفقیت در فرآیند پوشش­دهی یک مرحله­ای قابل استفاده هستند.

بر اساس نتایج این بررسی، سلول متقارن با استفاده از جداکننده اصلاح‌شده MOF-808، یک سطح ولتاژ نسبتاً پایدار از باتری متقارن Zn را بیش از 350 ساعت، به دلیل بهبود یکنواختی شار یون روی، در طول فرآیندهای نواری/آبکاری گسترش داده شده است. برای حفظ ظرفیت در چگالی جریان 1.0 A g-1، ZIB ها با استفاده از UiO-66@GFC و MOF-808@GFC ظرفیت­های ویژه بالاتری نسبت به جداکننده­های پیشینی که استفاده می­شدند، نشان دادند. علاوه بر این، ZIBها با جداکننده‌های اصلاح‌شده MOF-808 می‌توانند عمر چرخه را تا 8000 سیکل افزایش دهند، زیرا جداکننده‌های اصلاح‌شده می‌توانند رشد غیریکنواخت دندریتی روی را بر روی سطح آند روی بر اساس میکروگراف‌های الکترونی روبشی مهار کنند. همچنین درصد حفظ ظرفیت جداکننده های اصلاح شده MOFs پس از 3000 سیکل، تا 50 درصد حفظ شد. از این رو، میکروفیبرهای شیشه­ای اصلاح شده UiO-66 و MOF-808 به عنوان جداکننده، مواد امیدوارکننده­ای برای باتری­های محلول یونی روی با کارایی بالا و چرخه عمر طولانی هستند.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S246821792200051X