近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队发表了关于高熵MXene在能源存储与催化应用领域的展望文章,介绍了高熵MXene相关的重要研究进展,并展望了高熵MXene的研究方向与未来可能的研究范式。
MXene具有出色的导电性、表面功能化和离子插层性能等优点,自2011年发现以来,在能源存储和催化等领域开展了大量理论研究和实验工作,研究也由最初的表面功能化简单调控,逐渐过渡到MXene晶体结构中过渡金属调控等精细工作,以期进一步提高MXene使用性能,并发掘其更大应用潜力。高熵合金中含有5个以上主要元素,熵增效应使其常常具有独特且意想不到的性能。受高熵合金启发,研究人员试图将高熵概念融入MXene中,通过在MXene中引入多种近似等摩尔比的过渡金属来调节其性能,进而提高其各种应用的适用性。
鉴于高熵MXene的独特性质与应用潜力,该展望首先分析了MXene在电池和超级电容器中的性能,强调了高熵MXene研究的重要性;同时,讨论了当前各种MXene合成方法特点,以及未来可能的新方法。文章分析了高熵MXene在超级电容器和电池中的应用研究,发现熵增加与超级电容器的电容增加和电池稳定性的提高密切相关。此外,文章也展望了高熵MXene在催化及其它方面的应用前景。文章提出,由于高熵MXene研究涉及多学科交叉融合,因此,高熵MXene的快速发展亟需进行全球范围内的实验与理论合作,进而克服该领域的未知挑战,并最大限度发掘高熵MXene应用潜力。
该文章以“Perspective on high entropy MXenes for energy storage and catalysis”为题,发表在Science Bulletin上。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连市高层次人才创新支持计划等项目的支持。(文/图 DAS Pratteek、董琰峰)
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.07.022
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