【引言】

地壳上的钾（K）元素含量比锂（Li）元素丰富的多。钾的成本较低，K的标准电极电势（-2.93 V）接近Li（-3.04 V），因此钾离子混合电容器（KIC）有望结合离子电池和超级电容器的优势，成为下一代储能器件。但是KIC的扩散过程缓慢且K+离子半径大，导致的K离子存储不足。近年来，高可逆容量的二硒化钼（MoSe2）作为金属离子电池负极材料受到了广泛关注。其中，MoSe2的（002）晶面具有6.40 Å的较大层间距离，有利于K+离子的嵌入和扩散，以期获得高的赝电容，这是非常理想的KIC电极材料。虽然MoSe2负极材料的钾离子电池取得了一些进展，但是MoSe2复合材料的研究仍处于起步阶段，且尚未见诸于KIC的应用报道。

【成果简介】

近日，苏州大学孙靖宇教授和德国亥姆霍兹研究所的李劼研究员（共同通讯作者）等合成了一种生物质模板制备的氮掺杂MoSe2/石墨烯（N-MoSe2/G）复合材料，该材料具有高的赝电容和钾存储能力，是较好的KIC负极材料。因其独特的三维结构、高电子/K离子电导率、丰富的活性位点和N-MoSe2/G的赝电容效应，因此在KIC中表现出高能量/功率密度（119 Wh kg-1/7212 W kg-1），优于近期大部分KIC的文献报道。此外，本文结合原位X射线衍射、间位拉曼光谱/透射电子显微镜/X射线光电子能谱和第一性原理计算系统地研究了N-MoSe2/G复合材料的储钾机理。相关成果以“Designing 3D Biomorphic Nitrogen-Doped MoSe2/Graphene Composites toward High-Performance Potassium-Ion Capacitors”为题发表在Advanced Functional Materials上。

【图文导读】

图1. N-MoSe2/G纳米结构的表征

Designing 3D Biomorphic Nitrogen-Doped MoSe2/Graphene Composites toward High-Performance Potassium-Ion Capacitors（Advanced Functional Materials, 2019, DOI: 10.1002/adfm.201903878）。

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