近日,我院刘宏教授团队,与北京大学刘忠范院士、德国莱布尼茨固态与材料研究所 Mark H Rummeli教授等合作者,调研了 MXene的合成、方法、性质和能源应用,并在 Chemical Society Reviews(影响因子:40.182)上发表了题为“Applications of 2D MXenes in energy conversion and storage systems”的综述论文。该论文是BWIN必赢官网我7321com必赢刘宏教授作为并列第一通讯作者,应邀在 Chemical Society Reviews上发表的第二篇论文,同时BWIN必赢官网也是该论文的第二贡献单位。论文的第一作者为我院青年教师逄金波博士,他与其他作者翻阅了有关 MXenes (二维碳化钛家族,例如 Ti3C2) 材料及应用的878篇文献,用多达62页的文章篇幅,为电化学储能、光电催化、光热制淡水等能源研究领域的同仁勾勒出了 MXenes的前世今生和未来运用机遇。其内容详实,包含了 MXenes在被发现、命名、分类和预测方法上的由来和进展,并简单介绍了其前驱体 MAX相(例如 Ti3AlC2)与本体二者之间的化学反应过程。论文介绍了该材料从性质和表征方面自上而下的合成方法(从体材料选择刻蚀剥离法),以及自下而上的合成方法(Ti-Al-C共溅射法),又通过介绍其同素异形体 α-Mo2C以及 β- Mo2C的化学气相沉积合成法,引发读者的有一思考。
文章阐述了 MXenes作为离子电池负极材料、锂金属电池钝化层、锂硫电池硫稳定剂(immobilizers)等角色的出色表现,各种复合材料的电化学性能被清晰地列在一张表格上,以突显该材料的应用有异性。
论文对 MXene材料的来龙去脉给了一个详尽的调研,尤其是很多工作停留在理论计算上。理论学家已经高通量筛选,给出了上百万种的 MXene的家族成员,相信会对寻求新材料在能源转换和能量存储领域的老师和学生,具有重要的启发意义。