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近日，以安徽科技學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院教師牛斐洱為第一作者，安徽科技學(xué)院為通訊單位的研究論文“Rational design of MWCNTs@amorphous carbon@MoS2: Towards high performance cathode for aqueous zinc-ion batteries”在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Chemical Engineering Journal》上成功發(fā)表。
水系鋅離子電池（AZIB）因其環(huán)保、安全、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種極具前途的大規(guī)模儲(chǔ)能裝置。但二價(jià)Zn2+在電極材料中緩慢的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)和活性材料差的利用率，嚴(yán)重阻礙了AZIB的實(shí)際應(yīng)用。
牛斐洱的研究論文設(shè)計(jì)了無定形碳層修飾的多壁碳納米管與二硫化鉬復(fù)合的“三明治”結(jié)構(gòu)（MWCNTs@a-C@MoS2）作為AZIB的正極。受益于無定形碳松散表面上的大量含氧基團(tuán)，MoS2可以在多壁碳管上均勻成核生長(zhǎng)，避免MoS2的團(tuán)聚，提高活性材料的利用率，從而獲得優(yōu)異的電化學(xué)性能。
該工作通過恒電流間歇滴定（GITT）、分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬、離位表征對(duì)電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和儲(chǔ)能機(jī)理進(jìn)行了深入研究，表明其具有理想的贗電容行為和低的離子擴(kuò)散能壘。此外，該工作也成功組裝了柔性準(zhǔn)固態(tài)AZIB，在極端彎曲條件下也表現(xiàn)優(yōu)異，證明了其實(shí)用性。該研究成果對(duì)于水系電極材料的設(shè)計(jì)、應(yīng)用具有重要的借鑒和指導(dǎo)意義。（牛斐洱特約通訊員：張威）
關(guān)鍵詞： 安徽科技學(xué)院 電極材料 無定形碳
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