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王俊杰團隊Angew.：二維六方MBene HfBO的發現及其鋰離子儲存潛力探索

由于傳統的正交對稱三元MAB相(ort-MAB)難以選擇性刻蝕，獲取的二維（2D)過渡金屬硼化物(MBenes)的實際應用受到嚴重阻礙。

在此，西北工業大學王俊杰教授團隊通過預測和實驗發現了一類三元六邊形MAB(h-MAB)相和二維六邊形MBenes(h-MBenes)相。計算表明，三元h-MAB相比ort-MAB相更適合作為MBene的前軀體。在此基礎上，通過選擇性去除h-MAB Hf₂InB₂中的In來合成h-MBene HfBO的實驗，合成的2DHfBO作為鋰離子電池的負極材料，其比容量為420 mAh g^-1。

圖1.篩選與實驗

總之，本研究結合DFT計算和實驗發現了一類三元hMAB相及其衍生物h-MBenes。研究發現，三元h-MAB相具有相當穩定的結構、顯著的各向異性。通過理論計算預測了20種穩定的h-MBenes，包括3種二維M₂B、MB和M₃B₄(M=TiZr、HfSc、Ta和Nb)結構原型。h-MBenes中元素和晶體結構的多樣性使得現有二維材料中缺乏的特性和應用具有廣泛的可調性。

此外，通過選擇性蝕刻Hf₂InB₂的In層，成功合成了二維HfBO，作為三元h-MAB相衍生的第一個六方MBene(h-MBene)。電化學結果表明，合成的二維HfBO具有較高的容量和良好的循環穩定性，使其成為電化學儲能器件中很有應用前景的負極材料。

圖2. 二維HfBO h-MBene的電化學表征

Discovery of Two-dimensional Hexagonal MBene HfBO and Exploration on its Potential for Lithium-Ion Storage, Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI:?10.1002/anie.202308436

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