MXene的分子级界面化学调控使能量储存超过理论极限
来源：原创 更新时间：2024-03-08 08:45:39 编辑：管理员 浏览：112
MXene的分子级界面化学调控使能量储存超过理论极限
Ti3C2Tx MXene由于其电化学上不利的OH终端而经常遭受较差的锂存储行为。在此，我们提出了Ti3C2Tx MXene与植酸（PA）的分子水平界面化学调控，以直接激活其OH末端。通过在Ti3C2Tx表面的PA和OH末端的氧原子之间构建氢键（氢键），有效地调节了Ti3C2Tx的界面电荷分布，从而实现了足够的离子存储位点，加快了高性能储能的离子传输动力学。结果表明，Li离子优选与氢键受体（来自PA的氧原子）结合，因此氢键的柔性使其与吸附的Li离子的相互作用在化学上“可调”，从而减轻OH末端不希望的局部几何变化。同时，氢键诱导的微观偶极子可以作为定向Li离子泵，以较低的能垒加速离子扩散动力学。因此，与原始Ti3C2Tx相比，所设计的Ti3C2Tx/PA实现了2.4倍的容量增强（甚至超过理论容量）、卓越的长期循环能力（在2.0 a g–1下2000次循环后为220.0 mAh g–1）和广泛的温度适应性（-20至50°C）。这项工作提供了一种很有前途的界面工程策略来调节固有终端的微环境，以突破MXenes的储能性能。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.3c12329