Überwinden von Diffusionslimitierungen Faradayscher Reaktionen: Eigenschafts‐Wirkungsbeziehungen der 2D‐leitfähigen metallorganischen Gerüstverbindung Cu 3 (HHTP) 2 für die reversible Lithium‐Ionen Speicherung

• Published in: Angewandte Chemie 2023-06, Vol.135 (26)
• Main Authors: Wrogemann, Jens Matthies, Lüther, Marco Joes, Bärmann, Peer, Lounasvuori, Mailis, Javed, Ali, Tiemann, Michael, Golnak, Ronny, Xiao, Jie, Petit, Tristan, Placke, Tobias, Winter, Martin
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.202303111

Faradaysche Prozesse, die mit einem Ladungsübergang einhergehen, unterliegen häufig einer Diffusionslimitierung im Festkörper. Leitfähige zweidimensionale metallorganische Gerüstverbindungen (2D MOFs) mit schnellem Ionentransport können jedoch beides kombinieren – Ladungstransfer und schnelle Diffusion innerhalb ihrer porösen Struktur. Um die verbleibenden Diffusionsbeschränkungen, die durch die Partikelmorphologie verursacht werden, zu untersuchen, werden verschiedene Synthesewege von Cu‐2,3,6,7,10,11‐Hexahydroxytriphenylen (Cu 3 (HHTP) 2 ), einem kupferbasierten 2D‐MOF, verwendet, um flocken‐ und stäbchenförmige MOF‐Partikel herzustellen. Beide Morphologien werden systematisch charakterisiert und für die redoxaktive Speicherung von Li + ‐Ionen evaluiert. Der Redoxmechanismus wird mit Hilfe von Röntgenabsorptionsspektroskopie, FTIR‐Spektroskopie und in situ XRD untersucht. Zudem werden beide Strukturen hinsichtlich ihrer kinetischen Eigenschaften für die Speicherung von Li + ‐Ionen mittels Zyklovoltammetrie und Impedanzspektroskopie verglichen, wobei ein signifikanter Einfluss der Partikelmorphologie für 2D‐MOFs auf kinetische Aspekte der elektrochemischen Li + ‐Ionenspeicherung festgestellt wird. Diese Studie zeigt Lösungsansätze für die Optimierung redoxaktiver, poröser Strukturen auf, um Diffusionsbeschränkungen Faradayscher Prozesse zu überwinden.