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姜付義/周艷麗Chem. Eng. J.: 具有協(xié)同效應(yīng)的分層1T/2H-MoS2@PNC用作超快耐用負(fù)極材料

鈉離子電池(SIBs)被認(rèn)為是替代鋰離子電池的下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)。但是由于Na⁺(1.06 ?)半徑比Li⁺(0.76 ?)半徑大，因此商業(yè)石墨無(wú)法直接用作SIB的負(fù)極材料。MoS₂因其高容量和層狀晶體結(jié)構(gòu)而受到研究人員的廣泛關(guān)注。而常用的2H-MoS₂固有的導(dǎo)電性差和體積變化大，導(dǎo)致倍率性能差和循環(huán)性能差。

近日，煙臺(tái)大學(xué)姜付義、周艷麗等通過(guò)簡(jiǎn)單的三步策略，制備了3D N、P共摻雜碳網(wǎng)絡(luò)負(fù)載1T/2H-MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑(1T/2H-MoS₂@PNC)。

依賴于1T/2H-MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)和N、P共摻雜PNC的協(xié)同效應(yīng)，最佳的1T/2H-MoS₂@PNC表現(xiàn)出高可逆容量(475 mAh g^-1，0.5 A g^-1)，出色的倍率性能(347 mAh g^-1，10 A g^-1)和多達(dá)1000次循環(huán)的長(zhǎng)期循環(huán)壽命并且無(wú)容量損失，性能明顯優(yōu)于具有不同碳含量/合成溫度的1T/2H-MoS₂@PNC , 2H-MoS₂@PNC和1T/2H-MoS₂@NC。

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和理論計(jì)算表明，1T/2H-MoS₂和PNC的N、P共摻雜具有協(xié)同優(yōu)勢(shì)，可以提高催化劑電導(dǎo)率，1T/2H-MoS₂@PNC在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中具有緩慢的擴(kuò)散阻抗和高電荷轉(zhuǎn)移效率，同時(shí)，整個(gè)電荷存儲(chǔ)過(guò)程中高百分比的贗電容行為有助于高可逆容量。

組裝好的Na₃V₂(PO₄)₃//1T/2H-MoS₂@PNC電池也表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能(在0.5 A g^-1超過(guò)300個(gè)循環(huán)，216mA g^-1的放電容量)。所有結(jié)果都表明1T/2H-MoS₂@PNC作為高性能負(fù)極材料在大規(guī)模儲(chǔ)能方面的應(yīng)用前景。

Rationally Designed Hierarchical N, P Co-Doped Carbon Connected 1T/2H-MoS₂ Heterostructures with Cooperative Effect as Ultrafast and Durable Anode Materials for Efficient Sodium Storage. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133778

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姜付義/周艷麗Chem. Eng. J.: 具有協(xié)同效應(yīng)的分層1T/2H-MoS2@PNC用作超快耐用負(fù)極材料

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