综述：解锁DMFC系统中MOF的潜力：对结构创新和未来前景的关键分析

《Energy & Fuels》：Unlocking MOF Potential in DMFC Systems: A Critical Analysis of Structural Innovations and Future Perspectives

MOFs通过增强质子传导、抑制甲醇渗透及优化电催化活性提升DMFC性能，结构设计策略和可持续性成为研究重点。

　　

将直接甲醇燃料电池从实验室推向市场仍面临诸多挑战，例如甲醇通过电解质膜的渗透问题以及阳极催化活性不足（这导致甲醇氧化过程缓慢）。这些问题降低了燃料电池的效率和耐用性，阻碍了其商业化进程。金属有机框架（MOFs）是一类具有出色孔隙结构、可调性和化学多样性的材料，为DMFC系统中的膜材料和电催化剂问题提供了有希望的解决方案。本文深入探讨了基于MOFs的DMFC技术最新进展，特别强调了它们的双重功能。首先，讨论了将MOFs融入质子交换膜（PEMs）中的方法，指出它们通过酸碱功能化、孔隙限制和改善水分保持能力等方式增强了质子传导性，同时降低了甲醇的渗透率。其次，研究了MOFs作为电催化剂载体或前体的应用，特别是在提高甲醇氧化活性（MOR）、耐CO性能和长期稳定性方面的作用，这些效果得益于协同作用、杂原子掺杂和结构调控。文章对比了不同研究中的性能指标（如质子传输速率、甲醇渗透率和功率输出），以展示MOFs整合所带来的改进。此外，还讨论了结构设计策略（包括合成后的修饰和复合材料的制备），以阐明结构与功能之间的关系。同时，强调了可持续性方面的考虑因素，如绿色合成方法、减少贵金属使用量以及生命周期影响。通过将材料创新与器件层面的挑战相结合，本文为优化MOFs与聚合物及催化剂的界面提供了未来的研究方向。这些见解旨在指导研究人员开发高性能、耐用且可大规模应用的基于MOFs的DMFC技术。