近日，我院洪振生教授团队在光可充钠离子电池领域取得重要进展，开发了一种光储一体化的新型钠离子电池，研究成果以“Dynamics Engineering of Composite MoS2 Electrode Toward Photo-Rechargeable Sodium-Ion Batteries”发表于材料领域国际著名学术期刊Advanced Functional Materials。
二硫化钼 (MoS2) 因兼具匹配可见光的可调带隙和优异储钠特性，成为光充电钠离子电池 (PSIBs)双功能电极的理想候选材料，然而其仍存在本征导电性差和循环稳定性不等问题限制其应用。此外，其光生载流子复合严重和储钠动力学缓慢造成光充电压和光充存储效率低。因此，洪振生课题组提出了一种复合MoS2的动力学调控策略，我们以羟基化多壁碳纳米管为导电基体，通过一步水热合成方法结合高温退火工艺，制备了碳纳米管原位负载 MoS2纳米片 (CNT-MoS2) 复合双功能电极材料。该策略实现了MoS2纳米片在碳纳米管三维导电网络上的高分散均匀负载，通过C-S共价键合构建了稳定的异质结界面，有效拓宽了材料的可见光响应范围，光学带隙窄化至 1.95 eV。搭配高离子电导的醚基电解液，该复合材料作为PSIB电极在暗态下以200 mA g-1 电流密度进行充放电测试，其可逆比容量达521.3 mAh g-1，在可见光照射下进行相同测试容量提升高达593.3 mAh g-1并且，在2000 mA g-1的大电流密度下光电转换效率达到最高的2.56%。无外部偏压条件下，仅18 h可见光照射即可实现高达2.0 V的自充电过程，在暗态进行放电，其放电容量接近400 mAh g-1，并且可连续完成6次总时长长达120 h的光充电-放电循环测试，展现出优异的光充电能力与循环稳定性。通过多维度原位与非原位表征，揭示异质结界面形成的内建电场可实现光生载流子高效分离的光辅助储钠机制。该研究能为开发高性能光储一体化器件提供科学依据。
该成果福建师范大学为第一完成单位，我校硕士生程成和博士研究生肖续武为共同第一作者，福建师范大学洪振生教授为唯一通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才、福建省自然科学基金和福建师范大学碳中和研究院开放基金等多方资助。
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https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76239
