金属有机框架衍生多孔CoSe2纳米阵列应用于能量转换与存储
随着社会的发展，能源危机问题是我们必需面对的问题。发展高性能的催化剂和超级电容器是解决能源问题的有效方法。其中，电催化析氧反应作为一种重要的水分解反应，其在锌空电池和全电解水中有着重要的应用。然而电催化剂析氧反应的高电势（理论电势为1.23 V vs RHE），低的稳定性和复杂的电子转移特性影响了其应用。如何降低催化剂在析氧反应中的高电势和提高其稳定性是众多研究者研究的重点。同时，超级电容器有着高的功率密度、好的循环稳定性、低廉的成本和环境友好等特点，受到了极大的关注。然而较低的能量密度严重的影响了其大规模的应用。发展和探究新型的电极材料是解决这类问题的有效方法。
金属有机框架有着大的比表面积、丰富的活性位点和结构可调等特性，然而其较差的导电性影响了其进一步的应用。由于金属有机框架可调的特性，其衍生出来的金属氧化物、硫化物、磷化物和碳材料被持续报道。金属硒化物作为一种重要的金属硫族化合物，具有高的电化学活性和突出的稳定性，这些特点能够满足作为电极材料的要求。结合金属有机框架和金属硒化物的特性，将Se原子引入金属有机框架是非常有意义的。
本课题组博士生陈甜与李颂战博士后、温建博士合作，巧妙地利用金属有机框架可调节的特性，将前驱物在硒粉气氛下退火成功地合成了具有高电导率、高比表面积和高电化学活性的多孔CoSe2纳米阵列。 这种无添加剂的电极在电催化析氧方面实现了低的电势（在10 mA cm-2的电流下实现了1.52 V vs RHE 的低电势）和突出的稳定性（经过24 h的恒流稳定性测试后，前后极化曲线依然保持一致）。同时CoSe2作为超级电容器电极材料，依然实现了713.9 F g-1（放电电流为1 mA cm-2）的高比容量和好的循环稳定性（在10 mA cm-2 的充放电电流下经过5000次循环依然保持了94.5% 的比容量）。这种策略为研究新型的电极材料提供了新的思路。该研究成果以题为“Metal−Organic Framework Template Derived Porous CoSe2 Nanosheet Arrays for Energy Conversion and Storage”在线发表在美国化学学会出版的《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 35927-35935）。
该工作得到了国家科技部863计划，国家自然科学基金委等相关项目的支持。
论文链接：http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.7b12403