近日,题为“Organosulfonate Counteranions—A Trapped Coordination Polymer as a High-Output Triboelectric Nanogenerator Material for Self-Powered Anticorrosion”(有机磺酸盐抗阴离子配位聚合物作为高输出摩擦纳米发电机的电极材料用于自驱动防腐)的封面文章在Wiley Online Library《Chemistry-A European Journal》上发表,文章的主要创新点在于将温和条件下易于合成的磺酸类配位聚合物用作摩擦纳米发电机的活性电极材料,郑州大学庞瑞博士在配位聚合物的态密度分布和前线轨道的计算方面给予了全力协助。中心青年教师张莹莹、崔思文和在读研究生吴佳瑞同学为共同第一作者,米立伟教授和庞瑞博士为通讯作者,中原工学院为第一完成单位和通讯作者单位。
摩擦纳米发电机作为材料领域新兴功能器件,可以将日常生活中随处可见的各种微机械能转化为电能,是继太阳能、风能、地热能、潮汐能等新能源之外的又一种可持续绿色清洁能源。目前,常用的摩擦电极材料主要由少量金属和聚合物组成,不利于高选择性和高特异性传感器的开发,而多功能、可调谐材料的开发对于拓展摩擦纳米发电机(TENG)的应用具有重要意义。另一方面,金属-有机配位聚合物由于具有大的表面积、高结晶度且易于功能化等优点,在储能、能量转换、气体储存、催化等方面具有广泛的应用。但将其作为摩擦电极材料用于构筑摩擦纳米发电机却鲜有报道。本项目选用了一种在温和条件下极易合成的含磺酸盐抗阴离子的配位聚合物,将其作为活性电极材料构筑摩擦纳米发电机,具有可持续的高输出性能和良好的循环稳定性,其中输出电流约为98.6 μA,输出电压达1180 V,5 Hz的测试频率下循环50000周次输出依然保持稳定。基于此化合物的摩擦纳米发电机可以点亮1488个LED灯,并可作为电源保护Q235碳钢免受腐蚀。这一工作不仅进一步丰富了配位聚合物的应用领域,而且为高输出性能摩擦纳米发电机的设计和构筑提供了理论基础和实验依据。
该工作得到国家自然科学基金、河南省科技厅、河南省教育厅等单位项目支持。
论文连接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.201904873