郭再萍/李丹AEM：MoS2-ZnIn2S4异质结界面增强离子/电子迁移和钠离子储存

构建异质结界面多级结构是开发钠离子电池高效储能阳极的有效途径。基于此，澳大利亚阿德莱德大学郭再萍教授和郑州大学李丹副教授（共同通讯作者）等人报道了一种ZnIn₂S₄包裹MoS₂复合材料（MoS₂@ZnIn₂S₄）。理论计算表明，MoS₂与ZnIn₂S₄的Zn和In面形成了两种不同的异质结界面，产生相反方向的内建电场，为促进电子转移提供了额外的驱动力。

这两个异质结界面，特别是MoS₂-In界面，表现出较强的Na⁺吸附能并降低了Na⁺迁移能垒。同时，MoS₂和ZnIn₂S₄的分步反应机理显示出了促进整个电化学过程的协同效应。

由于其晶格参数存在显著差异，MoS₂和ZnIn₂S₄形成了两个不同的界面，一个是MoS₂与ZnIn₂S₄的Zn面形成的异质结界面，另一个是MoS₂与ZnIn₂S₄的In面形成的异质界面，分别记为MoS₂-ZnIn₂S₄和MoS₂-ZnIn₂S₄*。

MoS₂-ZnIn₂S₄和MoS₂-ZnIn₂S₄*异质结的构建提高了复合材料的导电性，功函数和费米能级的差异使电子转移具有方向性。d带中心向费米能级的移动也使Na⁺更容易吸附，有利于Na⁺插层反应。此外，产生的内建电场为反应激发高密度电子流动和加速电子转移提供了额外的驱动力。

通过计算Na⁺在材料中不同位点的吸附能和离子迁移能也从理论上证明了构建MoS₂与ZnIn₂S₄异质结的优势。计算结果表明，Na⁺在MoS₂与ZnIn₂S₄的In面形成的异质结中有最低的Na⁺迁移能垒，MoS₂-ZnIn₂S₄*是最有利于Na⁺的迁移的界面。DFT计算和实验结果共同揭示了MoS₂@ZnIn₂S₄复合材料具有优异的电化学性能的反应机理和原因。

Enhanced Ion/Electron Migration and Sodium Storage Driven by Different MoS₂-ZnIn₂S₄ Heterointerfaces. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202203248.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202203248.

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