如下文章源頭于邃瞳迷信云 ，作者王燁、徐俊敏團隊

鈉金屬負極因為高的事實容量，低的氧化恢復(fù)電位，鈉資源豐碩而且價格高尚，逐步成為日后能源畛域的鉆研熱門。可是，因為在反復(fù)電鍍/剝離歷程中鈉枝晶的愿望導(dǎo)致的低庫倫功能及容量衰減等成果限度了鈉金屬電池的實際運用。MXene作為新型的二維層狀資料，因其高的導(dǎo)電性，豐碩的外表官能團，精采的親水性等特色，在近些年來受到了寬泛的關(guān)注。到當(dāng)初為止，MXene在鈉金屬負極的鉆研主要會集在Ti3C2(或者Ti3C2Tx)及其衍生物上，此外MXene很少波及。因此有須要試驗更多的MXene用于鈉金屬負極，同時運用原位、非原位測試以及合計相散漫的伎倆系統(tǒng)深入的鉆研鈉金屬在MXene上聚積的電化學(xué)行動，普及鈉金屬負極電化學(xué)功能。

克日，鄭州大學(xué)王燁傳授，徐俊敏副傳授以及新加坡科技與妄想大學(xué)楊會穎傳授相助接管3D打印技術(shù)制備了三維分級多孔結(jié)構(gòu)V2CTx/rGO-CNT微網(wǎng)格氣凝膠作為鈉金屬負極電極。接管原位TEM以及原位光學(xué)顯微成像技術(shù)，非原位SEM表征及密度泛函事實模擬技術(shù)(DFT)鉆研了V2CTx MXene向?qū)рc聚積的熱力學(xué)以及能源學(xué)舉念頭制。

本期谷.專欄將對于這一鉆研成果的走光妨礙分享。論文DOI：10.1021/acsnano.2c01186.

/鉆研服從

鉆研團隊運用3D打印技術(shù)制備V2CTx MXene微網(wǎng)格結(jié)構(gòu)運用于鈉金屬負極，具備如下特色：

1. 3D打印V2CTx/rGO-CNT分級多孔結(jié)構(gòu)骨架具備大比外表積，可能實用著落電流密度以及提供豐碩的鈉金屬成核位點，抑制鈉枝晶。此外，3D打印可能不便的制備家養(yǎng)可調(diào)厚度，實用普及鈉金屬負極面容量。

2. 3D打印的V2CTx/rGO-CNT相互連通的導(dǎo)電骨架普及電子導(dǎo)電能耐，分級有序家養(yǎng)多孔結(jié)構(gòu)實用減速離子傳輸速率，普及反映能源學(xué)。具備未必機械強度的3D打印骨架為全部電極提供了強有力的反對于，保障在循環(huán)歷程中電極的殘缺性。

3. V2CTx MXene具備豐碩的官能團（-O，-F），經(jīng)由DFT合計表明這些官能團以及Na有強的散漫能，好比F-Na之間的散漫能是-0.77 eV, O-Na的散漫能是-1.02 eV，而graphene-Na的散漫能僅為-0.06 eV。因此V2CTx MXene具備極高的親鈉性，可能實用向?qū)рc金屬平均聚積。

4. 運用原位TEM測試表明鈉金屬在V2CTx /rGO-CNT的聚積是經(jīng)由rGO傳輸，以V2CTx MXene納米片為中間成核，不斷長大并與周圍的鈉金屬不斷融會的歷程。經(jīng)由原位光學(xué)以及非原位SEM證明了3D打印V2CTx/rGO-CNT可能實用抑制鈉枝晶。/圖文剖析圖1. 3D打印V2CTx/rGO-CNT微格氣凝膠電極制備呈現(xiàn)圖。圖2. 3D V2CTx/rGO-CNT微網(wǎng)格電極的結(jié)構(gòu)表征。圖3. V2CTx/rGO-CNT電極的電化學(xué)功能測試。圖4. 非原位SEM測試以及原位光學(xué)顯微成像鉆研鈉金屬負極在V2CTx/rGO-CNT電極上的聚積行動。圖5. 運用原位TEM合成鈉金屬在V2CTx/rGO-CNT電極上聚積歷程中形貌蛻變歷程。運用DFT合計Na與C(石墨烯)、F(V2CF)以及O(V2CO)的散漫能。/總結(jié)與展望

5. 電化學(xué)測試服從表明，所制備的Na@V2CTx/rGO-CNT負極可能在2 mA cm-2，10 mAh cm-2下晃動循環(huán)3000小時。而且可能在5 mA cm-2, 50 mAh cm-2的大容量下晃動循環(huán)900小時以上。

普通化學(xué)錨栓不能用于開裂混凝土，一些地區(qū)如浙江已禁止在幕墻上使用高強化學(xué)錨栓，此時就只能使用倒錐錨栓配套注射式植筋膠來進行結(jié)構(gòu)件的錨固了。其次，如果是使用化學(xué)錨栓和擴底機械錨栓的組合來錨固結(jié)構(gòu)件的話也只能使用倒錐錨栓。然后如果對力學(xué)性能有較高的要求且需要使用大規(guī)格錨栓時，可能倒錐錨栓更合適一些。

經(jīng)由3D打印技妙籌劃的V2CTx/rGO-CNT微網(wǎng)格電極具備分級多孔結(jié)構(gòu)，其提供了較大的比外表積來著落電流密度，在電鍍/剝離歷程中連結(jié)了結(jié)構(gòu)晃動性。V2CTxMXene外表的官能團具備精采的親鈉性，可能實用的向?qū)рc的平均聚積以及愿望。

因此所制備的V2CTx/rGO-CNT作為鈉金屬負極呈現(xiàn)出低劣的電化學(xué)功能。該使命不光詮釋了親鈉V2CTx/rGO-CNT微格氣凝膠電極上低劣的鈉聚積化學(xué)，而且為運用3D打印方式制備先進的鈉金屬負極提供了一種新的蹊徑。

l 作者信息

******作者：王子璇通信作者：鄭州大學(xué)王燁、徐俊敏、新加坡科技與妄想大學(xué)楊會穎傳授通信單元：鄭州大學(xué)物理學(xué)院，資料物理教訓(xùn)部重點試驗室；新加坡科技與妄想大學(xué)

l 參考文獻

1. Wang, Zixuan; Huang, Zhenxin; Wang, Hui; Li, Weidong; Wang, Bingyan; Xu, Junmin*; Xu, Tingting; Zang, Jinhao; Kong, Dezhi; Li, Xin Jian; Yang, Hui Ying*; Wang, Ye*, ‘3D printed sodiophilic V2CTx/rGO-CNT MXene microgrid aerogel for stable Na metal anode with high areal capacity’ ACS Nano, 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c01186.

2. Jin Yan, Shaozhuan Huang, Yew Von Lim, Tingting Xu, Dezhi Kong, Xinjian Li, Hui Ying Yang *, Ye Wang *, ‘Direct-ink Writing 3D printing energy storage devices: From material selectivity, design and optimization strategies to diverse applications’, Materials Today, 2022, 54, 110-152.

3. Zhenxin Huang, Zixuan Wang, Bofang Tian, Tingting Xu, Caiyun Ma, Zhuangfei Zhang, Jinhao Zang, Dezhi Kong, Xinjian Li, Ye Wang*, ‘Three-dimensional Au/carbon nanotube-graphene foam hybrid nanostructure for dendrite free sodium metal anode with long cycle stability’, Journal of Materials Science & Technology，2022, 118, 199–207.