缺陷工程与空位浓度对钒基MXenes电化学性能的影响
材料科学
2025-05-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
空位在决定材料的物理和化学性质方面起着关键作用。在二维（2D）材料中引入空位，为开发用于电化学储能的高性能电极材料提供了一种有前景的策略。本文采用一种简便的自上而下策略，通过设计前驱体(V1-xCrx)2AlC (x=0.05, 0.1, 0.3) MAX相并精确控制刻蚀过程，制备了具有可调空位浓度的钒基MXenes。系统研究表明，引入中等浓度的铬诱导空位能显著增强钒基MXenes的电容和倍率性能。具体而言，V1.9CTz实现了760 F g-1的电容，远超无空位V2CTz MXene的420 F g-1。相比之下，过高的空位浓度会导致电化学性能恶化和结构稳定性受损。这项工作表明，缺陷工程是调控MXenes电化学性质的一种有力方法，为设计下一代基于MXene的储能系统提供了一个框架。
引用
@article{arxiv.2505.04226,
title = {Defect engineering and effect of vacancy concentration on the electrochemical performance of V-based MXenes},
author = {Leiqiang Qin and Rutuparna Samal and Jianxia Jiang and Joseph Halim and Ningjun Chen and Florian Chabanais and Per O. A. Persson and Johanna Rosen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04226},
year = {2025}
}