青岛能源所黄长水EEM：具有超高锂存储性能的锗碳二炔材料

碳炔（carbyne）材料因存在大量sp杂化碳原子而具有各种优异性能。仅由sp-C 原子组成的3D碳炔材料具有大量膨胀的纳米孔和更稳定的刚性骨架，其优异的空间本征性质可能表现出卓越的潜在特性和应用，但关于3D 富炔材料合成的报道仍然很少。

在此，中科院青岛能源所黄长水研究员等人展示了一种明确定义的3D多孔碳炔材料，名为锗碳二炔，它由sp杂化碳原子通过四面体Ge原子桥接而成，形成类金刚石3D多孔结构。

SEM和TEM图像证实了多孔形态，HRTEM和选区电子衍射直接证明了晶格间距为0.448 nm的结晶度。

图1. Ge-CDY应用于锂离子电池的电化学评估

实验表征和DFT计算表明Ge-CDY由sp-杂化碳原子（二乙炔连接体）和Ge原子组成且具有分层多孔结构，赋予了优异的离子转移和扩散电化学性能，这是实现高锂存储性能的关键因素。

Ge-CDY具有超高的理论和实测比容量（2701和2340 mA hg^-1），并实现了非凡的电化学性能，如超长循环稳定性和优异的倍率性能，这表明Ge-CDY是一种很有前途的负极材料。

图2. Ge-CDY中的锂储存机制

Germanium-Carbdiyne: 3D Well-Defined sp-Hybridized Carbon Based Material with Superhigh Li Storage Property, Energy & Environmental Materials 2021. DOI: 10.1002/eem2.12269

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青岛能源所黄长水EEM：具有超高锂存储性能的锗碳二炔材料

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