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

Metal organic framework- Covalent organic framework in energy storage application

• Auteur / Autrice : Haijun Peng
• Direction : Paolo Samorì, Artur Ciesielski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 19/09/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Mario Ruben
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Xinliang Feng, Vincenzo Palermo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ions zinc

Supercondensateurs

Mots clés libres

Cadre organique métallique

Cadres organiques covalents

Modification post-synthétique

Supercondensateurs

Batteries zinc-ion aqueuses

Metal-organic frameworks

Covalent organic frameworks

Post-synthetic modification

Supercapacitors

Aqueous zinc-ion batteries

Résumé

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.

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.