深圳先進院研發出高容量穩定有機儲鉀材料

　　近日，中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳團隊研發出新型有機物用于高容量穩定鉀離子存儲，相關研究成果Novel lamellar tetrapotassium pyromellitic organic for robust high-capacity potassium storage在線發表在《德國應用化學》上。

　　近年來，有機材料因結構多樣、柔性結構設計、氧化還原可逆性較好等優點，已成為金屬離子存儲的研究熱點。然而，這類材料仍面臨容量有限、離子擴散動力學緩慢、結構穩定性差等問題。要提升有機物的金屬離子存儲性能，其通常應具有以下性質：第一，為實現高容量，有機分子應具有小分子量和多活性位點；第二，為提升離子擴散動力學，材料結構應提供便捷的離子擴散通道以降低擴散能壘；第三，如要提高結構穩定性，其分子結構應具有剛性的共軛π鍵。

　　唐永炳團隊成員助理研究員潘慶廣、鄭勇平等設計合成了一種具有層狀結構的苯四甲酸四鉀（K₄PM）電極材料。由于該小分子有機材料具有多個活性位點和大的層間距，從而表現出良好的儲鉀性能，其儲鉀容量高達292mAh/g，同時具有優異的倍率性能及長循環穩定性（1000圈后容量保持率為83%）。該研究為發展新型有機儲能電極材料提供了新途徑。

　　潘慶廣為論文第一作者，唐永炳為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金、廣東省、深圳市科技計劃及中國博士后科學基金等的資助。

　　論文鏈接 

（a）K₄PM的形貌圖，（b）K₄PM的晶體結構示意圖，（c）與已有報道倍率性能的對比圖，（d）基于K₄PM有機電極的鉀電長循環性能圖