西安理工李喜飞/秦戬AM: 具有半共格相界的可控异质结促进CoSe2/FeSe2的钾存储

异质结构构建是增强过渡金属硒化物储钾的有效方法，自发形成的内部电场极大地促进了电荷传输并显著降低了活化能。尽管如此，基于能级梯度和晶格匹配度的界面区域的完善仍然是一个巨大的挑战。

在此，西安理工大学李喜飞教授、秦戬副教授等人合成了同时具有丰富的空位和半共格相界的超细CoSe₂-FeSe₂异质结，此外，该异质结构还具有独特的电子结构和丰富的活性中心。

其主要贡献归因于以下几个方面：

i) 具有丰富缺陷的独特结构提供了丰富的活性位点缩短了K⁺的传输路径并加速了反应动力学；

ii) 感应内建电场加速了电子/离子扩散，有效降低了电子转移的激活势垒；

iii) 对于异质界面，最小的晶格失配增强了CoSe₂和FeSe2@C之间的相互作用。

图1. DFT计算及CoSe₂/FeSe₂@C的合成示意图

当用作钾离子电池 (PIB) 的负极时，CoSe₂–FeSe₂@C复合材料在100 mA g^-1时可提供401.1 mAh g^-1的可逆容量，甚至在2 A g^-1时仍保持为275 mAh g^-1。

理论计算还表明可控的CoSe₂-FeSe₂异质结可以显著促进钾离子扩散。考虑到异质结的面对面接触结构和协同效应，这项研究有望对下一代充电电池的储能提供重要的参考价值。

图2. 基于CoSe₂-FeSe₂@C的钾离子电池的电化学性能

Controllable Heterojunctions with a Semicoherent Phase Boundary Boosting the Potassium Storage of CoSe₂/FeSe₂, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202102471

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西安理工李喜飞/秦戬AM: 具有半共格相界的可控异质结促进CoSe2/FeSe2的钾存储

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