カバーピクチャー / ACS Applied Energy Materials Vol 7 / Issue 19

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.3c02382

Abstract

再充電可能な一価および多価金属イオン電池は、低コスト、高い安全性、豊富な資源、そして豊富な金属資源（一価金属にはLi、Na、K、多価金属にはMg、Ca、Zn、Alなど）を考慮して、持続可能なエネルギー貯蔵システムとして浮上しています。しかし、それらのさらなる開発と応用は、高エネルギー電極材料の不足によって妨げられています。一価および多価金属–有機電池（MOB）の両方における有機電池材料（OBM）は、その豊富な構造的多様性と調整可能性により、ユニークな機会を提供します。本レビューでは、MOBの電気化学的性能を向上させるためのOBMの最近の進展を紹介しています（これはACS Applied Polymer Materials、ACS Applied Energy Materials、ACS Applied Materials & Interfacesの3つのACSジャーナルの最新号に発表された論文からの有機電池材料のコレクションです）。このレビューでは、まずMOBにおける異なるタイプのOBMの構造特性、エネルギー貯蔵メカニズム、および電気化学的性能を紹介しており、酸化還元活性ポリマー、有機硫黄化合物、酸化還元活性多孔性ポリマー、導電性ポリマー、有機カルボニル化合物、小分子、芳香族ポリマー/ポリイミド、ポリマーフレームワーク、共有結合有機フレームワーク（COF）、金属–有機フレームワーク（MOF）などが含まれています。さらに、MOBにおけるOBMの概要、分子構造と電気化学的酸化還元特性の相関関係、作動電圧範囲内の電解質システムについても提供し、議論しています。続いて、構造設計、重合、ハイブリッド化、およびOBMのアモルファス化を通じてMOBの高性能を実現するための異なる戦略を概観します。最後に、MOB向けOBMの将来の開発に関する結論と展望が提示されています。