近日，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高溫功能材料研究所張佳楠教授帶領(lǐng)的先進能源催化功能材料課題組在國際頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》上發(fā)表題為“Evolution of Stabilized 1T-MoS2 by Atomic-Interface Engineering of 2H-MoS2/Fe-Nx towards Enhanced Sodium Ion Storage”的最新原創(chuàng)性研究論文，張佳楠教授和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所鄧德會研究員為共同通訊作者，夏會聰研究員為論文第一作者，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一作者單位和通訊單位。

在“雙碳”目標(biāo)下，可再生能源逐步成為能源消費增量的主體。在推動可再生能源利用的關(guān)鍵技術(shù)中，儲能技術(shù)的發(fā)展已成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐技術(shù)之一。與技術(shù)相對成熟的鋰離子電池（LIBs）相比，鈉離子電池（SIBs）由于鈉（Na）資源豐富、成本低廉等優(yōu)勢，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于鈉離子（Na+）半徑較大，在傳統(tǒng)的負(fù)極材料中儲存容量低，嚴(yán)重制約了SIBs的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。具有金屬導(dǎo)電性質(zhì)的1T相硫化鉬（MoS2）被認(rèn)為未來重要的SIBs負(fù)極材料，但制備過程中易相變使其難以獲得，并且其在充放電過程中導(dǎo)致部分容量不可逆也制約著該材料的進一步發(fā)展。因此，在充放電過程中精準(zhǔn)調(diào)控MoS2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及可逆相變是提高其儲鈉性能的關(guān)鍵科學(xué)問題。針對這一重要問題，本工作從典型的氮摻雜碳限域單原子鐵（SA Fe-N-C）材料出發(fā)，通過原子-界面工程在SA Fe-N-C基底上合成2H-MoS2納米結(jié)構(gòu)，具有鐵磁性自旋極化SA Fe-N-C在功函數(shù)差異驅(qū)動下電子通過Fe-S鍵轉(zhuǎn)移至2H-MoS2上，實現(xiàn)2H-MoS2在充放電過程中原位生成1T-MoS2，1T/2H-MoS2可高效可逆演化，在SIBs性能評估中表現(xiàn)出穩(wěn)定的倍率性能和長循環(huán)性能。該工作在之前通過Fe-N-C自旋態(tài)調(diào)控實現(xiàn)鈉離子固體電解質(zhì)界面（SEI）膜可逆轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)現(xiàn)Fe-N-C通過電子轉(zhuǎn)移行為在一定程度上穩(wěn)定了二維材料結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)二維材料在二次電池中的長循環(huán)性能提供了一種新的思路。

近年來，張佳楠教授團隊圍繞著碳復(fù)合能源相關(guān)材料的制備與性能研究方面開展了大量的研究工作，并取得了一系列的創(chuàng)新成果。

該工作得到國家自然科學(xué)基金、鄭州大學(xué)青年創(chuàng)新團隊、鄭州大學(xué)人才啟動經(jīng)費支持。

全文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202218282