利用陰離子插層石墨陰極構建雙離子儲能裝置為同時實現高能量密度和輸出功率密度提供了獨特的機會。然而，與石墨陰極相匹配的適當陽極的缺乏仍然是一個嚴峻的挑戰。

圖1.?材料合成和儲鉀過程示意

德累斯頓工業大學馮新亮院士、Minghao Yu等證明偶氮苯磺酸共價接枝是顯著提高V₂C MXene（記為ASA-V₂C）K⁺儲存動力學的有效方法。研究發現，接枝分子具有多種功能，包括利用所配備的偶氮苯單元提供額外的K⁺儲存位點，利用磺酸鹽陰離子作為理想的K⁺跳轉位點加速層間K⁺擴散，以及緩沖K⁺嵌入/脫嵌引起的內應力。

圖2.?倍率性能和動力學研究

這些理想功能共同作用的結果是，與原始V₂C電極相比，所獲得的ASA-V₂C電極的K⁺儲存能力顯著提高，比容量（0.05 A g^-1時為173.9 mAh g-1 vs. 121.5 mAh g^-1）、倍率能力（20 A g^-1時為43.1% vs. 12.0%）和循環穩定性（在0.05 A g^-1下循環900次后為80.3% vs. 45.2%）都大大增強。

此外，作者將ASA-V₂C電極與FSI-插層石墨陰極耦合，展示了一種雙離子儲能裝置，其顯示出175 Wh kg^-1的最大能量密度和6.5 kW kg^-1的功率密度（可比超級電容器）。這些令人鼓舞的結果有望激勵未來致力于定制2D受限離子存儲行為的努力，為開發用于高性能儲能器件的先進電極材料開辟新的途徑。

圖3.?循環性能研究

Multifunctional Molecule-Grafted V2C MXene as High-Kinetics Potassium-Ion-Intercalation Anodes for Dual-Ion Energy Storage Devices. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202302961