MXene 的凝膠化有望為各種應用組裝出三維導電和催化單片。然而，可控組裝和功能定制仍然具有挑戰性。

圖1.?材料制備和作用示意

清華大學深圳國際研究生院呂偉等報告了僅用一種雙功能三維MXene單片硫宿主就能解決硫陰極反應動力學遲緩和鋰金屬陽極（LMA）鈍化的問題。該宿主是通過MXene與ZnI₂引發劑的可控凝膠化作用獲得的，其在凝膠化過程和電化學反應中顯示出雙重功能。

具體而言，在凝膠化過程中，Zn²⁺陽離子引發凝膠化，并作為MXene納米片（NSs）之間的連接物形成三維結構，而作為間隔物的碘陰離子則避免了MXene NSs的重新堆積，從而實現了良好的可調結構。當它作為鋰硫電池中的硫宿主時，Zn─O的吸附和催化位點進一步促進了MXene NSs上的硫氧化還原反應，而儲存在單片中的碘陰離子作為添加劑逐漸釋放到電解液中，從而消除了循環中LMA上的死鋰。

圖2.?動力學研究

因此，采用這種硫宿主的組裝電池在6.6 mg cm^-2的高硫負載下，CE高達99%以上，遠高于許多其他報告（90-95%）。即使在接近實際要求的條件下（E/S比：5 μL mg_s^-1，硫含量：5 mg cm^-2），電池在200次循環后仍能保持大于70%的高容量。

總之，這項工作為促進鋰硫電池的實際應用提供了一種前景廣闊的硫宿主，更重要的是，它提出了一種通用的凝膠化策略，以制備適用于不同應用的多功能三維MXene。

圖3.?鋰硫電池性能

Metal-Halide Gelated MXene and Its Use as a Bifunctional Sulfur Host Stabilizing Both Cathode and Anode for Practical Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310508