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二維（2D）過渡金屬硫化合物（TMDCs）和單原子催化劑（SACs）由于其層狀結構和最大的原子利用率，成為很有前景的能量轉換/存儲電極。然而，這兩種類型材料的集成和相關的鈉存儲應用仍然面臨巨大的挑戰。

基于此，武漢大學史建平研究員等人報道了一種巧妙的硅藻土模板合成策略，用于制備單原子Co摻雜MoS₂/C（SA Co-MoS₂/C）復合材料，以實現高性能的鈉存儲。

所制備的SA Co-MoS₂/C具有顯著的比容量（0.1 A g^-1時約604.0 mAh g^-1）、高倍率性能和出色的長循環穩定性。由SA Co-MoS₂/C負極和Na₃V₂(PO₄)₃正極組成的鈉離子電池，循環次數超過1200次，表現出優異的穩定性。

通過密度泛函理論（DFT）計算，作者揭示了SA Co-MoS₂/C高性能儲存鈉的機制。SA Co-MoS₂/C和MoS₂/C的電子結構如圖所示，其中SA Co-MoS₂/C的帶隙減小，增強了電導率，加速了電荷轉移。

鈉原子在SA Co-MoS₂/C上的遷移勢壘（~0.361 eV）遠低于在MoS₂/C上的遷移勢壘（~0.492 eV），反應動力學快速。

此外，鈉原子在SA Co-MoS₂/C上的吸附能為-0.3153 eV，遠低于在MoS₂/C上的吸附能（-0.7251 eV），表明鈉原子更容易錨定在SA Co-MoS₂/C上，而不是在MoS₂/C上，這是高性能鈉儲存的原因。通過Bader電荷分析，作者還進一步闡明了引入Co單原子對電荷轉移的調制作用。

Diatomite-Templated Synthesis of Single-Atom Cobalt-Doped MoS₂/Carbon Composites to Boost Sodium Storage. Adv. Mater., 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202211690.

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史建平團隊AM：SA Co-MoS2/C復合材料實現高性能鈉的儲存

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