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武理麥立強/地大孫睿敏AEM：超快儲鈉1T-MoS2材料，可在25秒內放電/充電！

金屬相硫化鉬（1T-MoS₂）具有豐富的活性中心、金屬導電性和較高的理論容量，是鈉離子電池（SIBs）的理想電極材料。然而，1T-MoS₂在自然條件下的熱力學不穩定特性使得其難以直接合成，嚴重阻礙了其進一步的應用。

圖1.?相變機理演示

武漢理工大學麥立強、中國地質大學孫睿敏等采用電子調制和磷酸鹽自由基穩定的策略來構建穩定的富1T二硫化鉬（1T-P-MoS₂）。研究發現，通過簡單的一步合成工藝將PO₄^3?基團插層到MoS₂中，增大了層間距，改善了Na⁺的插入/脫出動力學。

密度泛函理論（DFT）計算和實驗表明，PO₄^3?插層后能給Mo部分電子，這會引發Mo 4d軌道的重組，導致MoS₂從2H相自發相變到1T相，從而提高MoS₂的電導率。

圖2.?儲鈉性能和動力學研究

此外，1T-P-MoS₂表現出比原始2H-MoS₂（0.75eV）低得多的Na⁺遷移能壘（0.11eV）。因此，穩定的1T-P-MoS₂表現出卓越的鈉存儲性能，具有高放電容量（636.2 mAh g^?1）、超快充電能力（在40 A g^?1下高達277.1 mAh g^–1，在25秒內放電/充電）和優異的循環性能（在1 A g^?1下經過300次循環后高達498.9 mAh g^–1）。總體而言，該工作提供了一種可行的技術解決方案，并深入分析了金屬硫化物電極調諧的機理。

圖3.?儲鈉機制研究

Electron Modulated and Phosphate Radical Stabilized 1T-Rich MoS2 for Ultra-Fast-Charged Sodium Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303464

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