11月下旬,开云(中国)Kaiyun官方网站化学与材料工程学院教师牛斐洱(第一作者)以开云(中国)Kaiyun官方网站为第一通讯单位的研究论文“Rational design of MWCNTs@amorphous carbon@MoS2: Towards high performance cathode for aqueous zinc-ion batteries”在国际顶级学术期刊(中科院分区:工程技术/化学/环境类1区Top期刊)《Chemical Engineering Journal》(IF:16.744)(DOI: 10.1016/j.cej.2022.139933)上成功发表。
水系锌离子电池(AZIB)因其环保、安全、成本低廉等优点,被认为是一种极具前途的大规模储能装置。但二价Zn2+在电极材料中缓慢的扩散动力学和活性材料差的利用率,严重阻碍了AZIB的实际应用。本文设计了无定形碳层修饰的多壁碳纳米管与二硫化钼复合的“三明治”结构(MWCNTs@a-C@MoS2)作为AZIB的正极。受益于无定形碳松散表面上的大量含氧基团,MoS2可以在多壁碳管上均匀成核生长,避免MoS2的团聚,提高活性材料的利用率,从而获得优异的电化学性能。该工作通过恒电流间歇滴定(GITT)、分子动力学(MD)模拟、离位表征对电化学反应动力学和储能机理进行了深入研究,表明其具有理想的赝电容行为和低的离子扩散能垒。此外,该工作也成功组装了柔性准固态AZIB,在极端弯曲条件下也表现优异,证明了其实用性。该研究成果对于水系电极材料的设计、应用具有重要的借鉴和指导意义。(特约通讯员:沈竞成 审核:张炎 编辑:张威)