中科大宋礼AM：原位构建新型MXenes内源异质结以优化锂存储

具有独特结构的二维MXenes内源异质结在能源应用方面显示出极大的潜力，但复杂的合成方法和有限的MAX材料阻碍了这一应用。因此，迫切需要提出一种简单的策略来合成具有优异性能的创新性MXenes内源异质结。

在此，中国科学技术大学宋礼教授等人报道了一种新型的无定形MoS₂与无氟 Mo₂CT_x MXenes偶联的内源性异质结（异质Mo₂C）。它是通过简单的一步水热法原位合成的，以Mo₂Ga₂C MAX为原料且不涉及有害试剂（HF和硫粉对原料的蚀刻）。

异质Mo₂C显示出独特的形态和异质结构，改变了电荷排列并增强了其抗氧化能力，从而具有优异的结构稳定性。

图1. 基于异质Mo₂C的LIB电化学性能

基于 DFT计算，作者证明了Li⁺的吸附能、电子电导率和Li⁺的迁移率增加，导致锂离子电池（LIB）的优异性能和具有可逆结构转变的优化Li⁺存储机制。结果表明，异质Mo₂C具有优异的电化学性能，0.1 A g^-1时放电比容量为1242 mAh g^-1，1200次循环后的长循环稳定性为683.9 mAh g^-1。

这项工作为新型MXenes异质结的合理设计提供了新的见解，对MXenes的开发及其在高性能储能系统中的应用具有重要的现实意义。

图2. 优化后的异质Mo₂C的Li⁺存储机制

In Situ Architecting Endogenous Heterojunction of MoS₂ Coupling with Mo₂CT_x MXenes for Optimized Li⁺ Storage, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202108809

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