第一作者：李元建, 刘蔚莹
通讯作者：Seh Zhi Wei
通讯单位：新加坡科技研究局（A*STAR）
DOI：10.1002/smtd.202201598
镁金属负极具有高丰度、高比容量(（3833 mAh cm-3）、低氧化还原电位（与标准氢电极相比为-2.37 V），和高安全性等优势，被认为是最具潜力的下一代负极材料之一。然而镁金属沉积过程中产生的导镁离子能力差严重的钝化副产物容易引起不均匀的镁离子流和镁枝晶生长，从而严重影响镁沉积/溶解的稳定性。针对这些问题，研究工作者开发了多种具有3D结构和高亲镁性的导电基体以实现高度可逆的铝金属沉积/溶解。然而，这些集流体通常在较低的容量下循环(≤1 mAh cm–2 )，极大限制了镁金属的实际利用率和能量密度。
近日，新加坡科技研究局Seh Zhi Wei高级科学家课题组开发了一种双过渡金属（Mo2Ti2C3）MXene薄膜，首次实现了在超高容量（15 mAh cm-2）下高度可逆的镁电镀/剥离，以及无负极镁金属电池的稳定循环。相比于传统Ti3C2 MXene, Mo2Ti2C3 MXene具有更好的导电性，表面化学性质，和机械模量，从而有助于加速电子/离子的转移，抑制电解质分解和死镁的形成，以及在长期和大容量运行中保持电极结构的完整性。研究结果不仅为无负极镁金属电池的集流体设计提供了创新的见解，而且也为双过渡金属MXene材料在其他碱和碱土金属电池中的应用铺平了道路。相关研究成果以“Double-Transition-Metal MXene Films Promoting Deeply Rechargeable Magnesium Metal Batteries”为题发表在材料类国际顶级期刊Small Methods上。李元建和刘蔚莹为本文第一作者。此项工作的开展还得到了贵州大学付林老师，北京航空航天大学张千帆教授，新加坡科技与设计大学杨会颖教授，和Indiana University-Purdue University大学Anasori Babak教授的帮助。
Double-Transition-Metal MXene Films Promoting Deeply Rechargeable Magnesium Metal Batteries
https://doi.org/10.1002/smtd.202201598
李元建，新加坡科技研究局研究员，主要研究方向为高比能镁金属电池和锂硫电池的材料和电极设计。在Advanced Materials，Advanced Functional Materials, ACS Nano, Energy Storage Materials, Nano Letters, Chemical Engineering Journal, Small Methods等学术期刊发表论文10余篇。
刘蔚莹，新加坡科技设计大学以及新加坡科技研究局联培博士生，目前师从新加坡科设大学杨会颖教授以及新加坡科技研究局Dr Seh Zhi Wei。主要研究方向为MXene二维材料用于新型电池的应用研究。
Seh Zhi Wei，新加坡A*STAR材料研究与工程研究所的高级科学家，入选《麻省理工学院科技评论》“TR35 全球科技创新领军人物”（Innovators Under 35）亚太区榜单，科睿唯安（Clarivate Analytics）材料/化学领域高被引科学家。研究领域是设计用于储能和转换的新材料，包括先进的电池和电催化剂。研究成果包括设计了锂硫电池中的第一个蛋黄壳结构，MXenes作为析氢和二氧化碳还原电催化剂的第一个实验演示。发表论文100余篇，包括Science (1)、Nature Catalysis (1)、Nature Synthesis (1)、Nature Reviews Materials (2)、Nature Machine Intelligence (1)、Nature Communications (2)、Science Advances (1)等。据google scholar, 所发论文引用超过28000次，H因子为59。课题组网站https://www.zwseh.com。
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