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孫世剛院士/廖洪鋼/梅濤ACS Nano: 構建黑曲霉衍生碳/MoS2的“雙凹緩和”策略，用于超穩定儲鈉！

二維層狀材料普遍面臨電子轉移受阻和結構穩定性差的問題，從而限制了其在高倍率和長效鈉離子電池（SIBs）中的應用。

為了滿足高性能SIBs的要求，應綜合考慮離子/電子通道、結構穩定性和內部空間，但仍難以確定二維層狀材料的合理結構。有限元模擬是當前加速尋找有前途的空心結構的強大工具。

在此，廈門大學孫世剛院士、廖洪鋼教授以及湖北大學梅濤副教授等人采用有限元模擬方式提出了一種基于黑曲霉衍生碳（ANDC）的“雙凹緩和”策略，以構建具有中空雙凹結構的ANDC/MoS₂。

通過非原位拉曼光譜、XPS、XRD和HRTEM研究證明了ANDC/MoS₂的優勢，從納米結構設計的角度來看，中空雙凹面結構為快速氧化還原反應提供了豐富的電荷存儲位點，而本征雜原子摻雜增加了活性材料的親和力，促進了電子轉移。

圖1. 有限元建模及ANDC/MoS₂的合成過程示意圖

ANDC/MoS₂作為鈉離子電池的負極具有出色的長期循環性能，在1 A g^-1下循環1000次后可提供496 mAh g^-1的放電容量，容量保持率為94.5%，比裸MoS₂納米片增加了近七倍。

即使在5 A g^-1的高電流密度下，300次循環后仍可保持約400 mAh g^-1的可逆放電容量。此外，ANDC/MoS₂也可用于高效的鋰存儲。通過原位 TEM，作者進一步揭示了ANDC/MoS₂的空心雙凹結構使穩定和快速的鍍鈉/脫鈉成為可能。

圖2. ANDC/MoS₂和裸MoS₂納米片的電化學性能

A “Biconcave-Alleviated” Strategy to Construct Aspergillus niger-Derived Carbon/MoS₂ for Ultrastable Sodium Ion Storage, ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c05590

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