Metal organic framework- Covalent organic framework in energy storage application

Cadre organique métallique-Cadre organique covalent dans les applications de stockage d'énergie

Haijun Peng (1)

1 ISIS - Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires

This thesis mainly studies the design and fabrication of novel electrodes via the synthesis of new metal-organic frameworks and covalent organic frameworks (MOFs@COFs) hybrid materials and by exploring new olefin-linked (C=C) two-dimensional (2D) COFs for supercapacitor and aqueous zinc-ion battery devices, respectively. Pore engineering of MOFs@COFs hybrids through post-synthetic methods via aza-Diels-Alder cycloaddition and liquid-phase infiltration of redox-active 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) is the main novelty of the first two research projects in this thesis. n the last project, a new olefin-linked 2D COF-TMT-BT through Aldol condensation has been utilized to fabricate aqueous zinc-ion batteries, which exhibited novel electrochemically-active sites of benzothiadiazole units and excellent energy/power densities that are superior to most of the reported COFs cathodes and another organic or inorganic electrode materials.

Cette thèse s'étudie principalement sur la conception et la fabrication de nouvelles électrodes par la synthèse de nouveaux matériaux hybrides MOFs@COFs et par l'exploration de nouveaux COFs bidimensionnels (2D) liés à des oléfines (C=C) pour des dispositifs de supercondensateurs et de batteries zinc-ion, respectivement. L'ingénierie des pores des hybrides MOFs@COFs par des méthodes post-synthétiques via une cycloaddition aza-Diels-Alder et une infiltration en phase liquide du 7,7,8,8-tétracyanoquinodiméthane (TCNQ) redox-actif est la nouveauté majeure des deux premiers projets de recherche de cette thèse. Dans le dernier projet, un nouveau COF-TMT-BT 2D lié à une oléfine par condensation Aldol a été utilisé pour fabriquer des batteries zinc-ion aqueuses, qui ont révélé de nouveaux sites électrochimiquement actifs d'unités benzothiadiazole et d'excellentes densités d'énergie/puissance, supérieures à la plupart des cathodes COFs rapportées et à d'autres matériaux d'électrode organiques ou inorganiques.

Mots clés: Metal-organic frameworks; Covalent organic frameworks; Post-synthetic modification; Supercapacitors; Aqueous zinc-ion batteries

Mots clés: Cadre organique métallique; Cadres organiques covalents; Modification post-synthétique; Supercondensateurs; Batteries zinc-ion aqueuses

Domaines: Autre

Haijun Peng. Cadre organique métallique-Cadre organique covalent dans les applications de stockage d'énergie. Autre. Université de Strasbourg, 2022. Français. ⟨NNT : 2022STRAF066⟩. ⟨tel-04193222⟩