综述：基于金属有机框架的三维结构在可持续混合超级电容器中的研究进展与挑战

《Sustainability》：MOFs and Three-Dimensional Device Architectures for Sustainable Hybrid Supercapacitors

　　摘要对可持续储能技术的需求极大地激发了对混合超级电容器的研究兴趣，混合超级电容器兼具超级电容器的高功率密度与电池型系统的高能量密度优势。金属有机框架（MOFs）因其可调节的组成、高孔隙率、多种活性位点及多样的化学特性，成为储能领域极具前景的电极材料候选者。然而，MOFs的这些优异特性并不总能转化为混合超级电容器器件中的高性能，因为其性能在很大程度上取决于电极构型、界面接触质量以及质量传输路径。一种颇具吸引力的解决途径是开发三维电极结构，将MOFs及其衍生物嵌入互联的导电骨架与分级孔道网络中，以实现良好的电子传输、电解液渗透和离子扩散。本综述系统地评估了基于MOFs的三维结构在可持续混合超级电容器领域的进展，重点关注MOF组成、缺陷工程、MOF衍生材料、导电支架、分级孔隙结构及器件构型等方面。我们特别关注绿色合成方法、生物基配体、生物基碳、低能耗工艺以及规模化制备。文章还批判性地分析了可持续性-性能之间的关系，以及在实验室规模结构向实际器件转化过程中所面临的挑战。