北理工陈南团队Adv. Mater.：经由铝离子硬酸配位增强氟代石墨炔湿气电池的功能 – 质料牛 经由临时晃动性测试
FGDY AlMC揭示了卓越的电功能晃动性以及可扩展性，【中间立异点】
⭐ FGDY的大孔份子妄想实用飞腾了铝离子的散漫能垒。d) 含有8.08 wt%铝离子的FGDY MoMC在差距RH下的输入电压。K⁺及Al³⁺）的引入被视为实用道路，
原文概况：
问题：Enhancing the Performance of Fluorinated Graphdiyne Moisture Cells via Hard Acid-Base Coordination of Aluminum Ions
作者：Xiaoyan Wei, Danyang He, Ya’nan Yang, Zhide Geng, Mengfan Shi, Zhiyu Jia,* Jiaqi Wang, Tianchang Zhao, Nan Chen
*期刊民间简写: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.202419706
https://doi.org/10.1002/adma.202419706
本文由文章团队供稿
⭐ 铝离子与氟原子组成的硬酸硬碱配位清晰提升了离子导电性。原位将FGDY薄膜妨碍在商用Whatman GFD基底上。
图4. FGDY中的铝离子。a) 差距笔直角度下FGDY AlMC的电压输入晃动性。g) FGDY的傅里叶变更红外（FTIR）光谱。【数据概览】
图1. FGDY薄膜的制备与表征。b, c) FGDY AlMC由多孔铝电极、同时， a–c) FGDY薄膜的分解道路。电流密度以及功率密度曲线。宽层间距、
⭐ 铝-钼电极对于的氧化复原反映增强了装置的电功能。此外，
图2. FGDY AlMC的妄想与功能。并减速了铝离子的迁移。c) 串联以及并联衔接FGDY AlMC提升功能。
五、这一新型湿气电池实现为了卓越的功能：超高的品质比功率密度（371.36 μWg⁻¹）、h) FGDY在FGDY AlMC中差距运行光阴后的铝含量。【下场掠影】
鉴于此，这一改性极大地拓展了份子通道， 【导读】
近些年来，
四、【下场开辟】
本钻研乐成揭示了一种高功能湿气电池——FGDY AlMC，用于湿润情景。
在此布景下，氟原子作为“硬碱”与铝离子“硬酸”的实用配位，可是，散漫了FGDY的份子妄想特色与铝-钼电极的优势，使FGDY成为湿气发电规模中的极具后劲的质料。h) 差距氧化态的铝离子与FGDY中氟原子配位后能垒的变更。可能在湿润情景中为电子配置装备部署供电，b, c) FGDY AlMC铝电极侧使命机制的展现图，并增强了湿气天生载流子的传输功能。作为湿气发电的中间质料，FGDY AlMC在逾越15小时内坚持了晃动的电功能，
FGDY AlMC的使命机制揭示了铝电极在湿润情景中经由水份渗透而氧化，进而增长了更多可挪移阳离子的天生。晃动的电压输入（0.65 V，成为提升能量密度的事实抉择。并可能在多种湿度情景下晃动使命。铝离子在FGDY中的垂直散漫能垒清晰低于传统资料中的散漫能垒，元素扩散图证明了碳（C）以及氟（F）在FGDY薄膜中的平均扩散，i) FGDY AlMC钼电极侧使命机制的展现图。f) 垂直道路。FGDY具备极强的亲水性，以及实用的湿气天生载流子（MGCs）散漫道路，c) FGDY薄膜的高倍率SEM图像。该钻研下场证实，丰硕的电离活性位点，大共轭系统、从而后退离子导电性以及迁移能耐，FGDY具备优异的结晶性，这些铝离子随后迁移至钼电极。j) FGDY AlMC的临时功能曲线。高比概况积、b) FGDY薄膜的低倍率扫描电子显微镜（SEM）图像。具备重大的运用后劲。经由吹气解锁电子门禁零星。a) 残缺的FGDY AlMC的照片。f, g) 将FGDY AlMC阵列（好比5×4单元）集成到柔性塑料基底上，从而后退了湿气发电功能。增长了离子的散漫。这些质料的原子部署密集或者大份子链无序等妄想下场，j) 运行后钼电极概况的SEM图像，d,e) 运用四个串联的FGDY AlMC点亮LED灯并为差距容量的电容器充电。DFT合计表明，进一步后退了质料的离子导电性以及迁移性，可能进一步后退电压输入，FGDY薄膜泛起出具备高连通性的开孔妄想，与铝离子妨碍配位，石墨炔（GDY）因其丰硕的碳键、从而影响湿气发电的功能。
本钻研经由水热分解法，g) FGDY中铝离子与氟原子配位的展现图（以Al³+为例）。还引入了氟原子，拉曼光谱以及FTIR进一步验证了FGDY的妄想特色，金属阳离子（如Na⁺、碳基二维质料面临着配位活性位点缺少的挑战，FGDY的大孔份子妄想清晰飞腾了铝离子的散漫能垒。凭仗其优异的导电性、丰硕的孔洞妄想及卓越的化学晃动性，g) FGDY在FGDY AlMC中运行后的XPS谱图。但这些本领可能会破损质料的份子妄想或者晃动性。揭示了晶格间距。可是，铝离子配位的FGDY质料为高功能湿气发电质料提供了一个极具后劲的倾向。FGDY AlMC不光揭示了极高的品质比功率密度（371.36 μWg⁻¹）、并经由多孔铝电极以及钼电极妨碍衔接。
图5. FGDY AlMC在实际运用中的可扩展性与集成性。
二、不断15小时），c) 引入差距浓度铝离子后FGDY MoMC的输入电压。SEM合成表明，可能清晰提升离子导电性并释放更多湿气天生载流子，f) FGDY的拉曼光谱。b) 一再笔直循环后的电功能。电池仍坚持晃动输入。密度泛函实际（DFT）合计服从表明，在湿润情景下实现为了卓越的电功能。搜罗响应的元素扩散图（Mo, Al）。b) 将含有铝离子的水溶液（与FGDY AlMC中的pH值相同）滴入FGDY MoMC，a) FGDY AlMC以及FGDY MoMC的循环伏安曲线（CVs）。不断是备受喜爱的质料。氟原子的配位进一步优化了部份的电功能。极大增长了水份子的吸附，钻研职员已经睁开大批使命，k) FGDY AlMC钼电极侧爆发的化学反映。高输入电压（0.65 V）以及电流密度（65 μAcm⁻²），而受到了普遍关注。h) FGDY的X射线衍射（XRD）图谱。从而增强湿气发电功能。这一下场在MEG临时运用中的晃动性上具备较大的缺陷。湿气发电（MEG）规模的钻研迅猛睁开，不光坚持了石墨二炔的中间妄想，并在90%相对于湿度下晃动运行。电流密度可达65 μAcm⁻²，致使可作为可衣着技术的电源，
三、d) FGDY薄膜的水打仗角丈量。TEM合成表明，该文章以Enhancing the Performance of Fluorinated Graphdiyne Moisture Cells via Hard Acid-Base Coordination of Aluminum Ions为题宣告在国内顶级期刊《Advanced Materials》上，氟原子作为硬碱，
图3. FGDY AlMC的使命机制。持久晃动运行（15小时）、l, m) 将FGDY AlMC集成到智能腕带中，在一再笔直以及持久循环测试后，氟原子作为强极性“硬碱”，该装置的集成性高，揭示了其在实际运用中的广漠远景。a) FGDY AlMC使命机制的展现图。清晰增强了FGDY的导电性， 一、为处置这一难题，北京理工大学陈南课题组等人开拓了一种新型湿气电池——基于铝离子-氟配位的氟代石墨炔铝离子湿气电池（FGDY AlMC）。 将FGDY薄膜组装成FGDY AlMC湿气电池，g) 相对于湿度（RH）对于FGDY AlMC功能的影响（25°C）。e) FGDY AlMC在25°C以及90%相对于湿度（RH）条件下的输入电压以及电流密度曲线。还具备清晰的柔韧性以及可扩展性，h–j) 将阵列吐露在湿润草地上为手机供电。可能与铝离子等硬酸组成晃动配位