基于Pb的MOF/FCNT复合材料的伪电容性能得到提升，适用于高稳定性超级电容器应用：这是迈向能源存储领域的重要一步

《Dalton Transactions》：Enhanced pseudocapacitive performance of a Pb-based MOF/FCNT composite for high-stability supercapacitor applications: a step ahead towards energy storage

本研究开发了一种基于铅基MOF（YK-2）与功能化碳纳米管（FCNTs）的复合电极材料，通过电化学测试发现YK-2@FCNT(10)展现出最优性能，比电容达913.57 F/g，循环稳定性优异，并成功应用于对称超级电容器，能量密度30.12 Wh/kg，功率密度4998.69 W/kg。

　　

随着社会向低碳未来迈进，全球对高效和可持续能源存储平台的重视日益增加，这加速了人们对先进电极材料的探索，这些材料需要具备高电容、快速充放电能力和长期循环稳定性。然而，大多数传统材料存在电导率低、充放电速率性能差或在长时间循环使用后结构退化的问题。为了解决这些问题，研究人员开发了一种基于铅基金属有机框架（YK-2）和功能化碳纳米管（FCNTs）的新型复合电极材料，并对其进行了系统的研究。成功合成了三种复合材料：YK-2@FCNT(5)、YK-2@FCNT(10) 和 YK-2@FCNT(15)，并通过循环伏安法（CV）、恒电流充放电法（GCD）和电化学阻抗谱（EIS）在三电极系统中对其进行了全面分析。其中，YK-2@FCNT(10) 在 0.5 A g^-1 的电流密度下表现出最高的比电容（913.57 F g^-1），显著优于原始的 YK-2 电极。EIS 分析显示，由于加入了 FCNTs，溶液电阻和电荷传输电阻均显著降低，从而提高了导电性和离子扩散能力。Dunn 方法进一步证实了这种材料的混合储能机制，其 b 值为 0.747；随着扫描速率从 5 mV s^-1 增加到 80 mV s^-1，电容贡献的比例从 32.02% 显著上升至 65.33%。此外，即使在 10 A g^-1 的电流密度下经过 5000 次连续充放电循环后，YK-2@FCNT(10) 仍保留了 92.87% 的初始电容，显示出优异的长期电化学稳定性。使用 YK-2@FCNT(10) 电极组装的对称超级电容器在 0.5 A g^-1 的电流密度下实现了 216.9 F g^-1 的高比电容，并在 5000 次循环中保持了 86.67% 的优异循环稳定性。该电容器还达到了 30.12 Wh kg^-1 的能量密度和 4998.69 W kg^-1 的最大功率密度，证明了其在实际高性能能源存储应用中的巨大潜力。