西安交大科研人员在二维迈克烯材料能量转换与存储领域取得新进展

MXene（迈克烯，碳或氮化物二维材料）独特的理化性质以及机械柔韧性使其近年来在能源存储与转换等领域受到学界的广泛关注。

近日，西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室、陕西省先进储能电子材料与器件工程研究中心阙文修教授团队在国际著名期刊《微尺度》（Small）上发表题为《柔性MXene基复合薄膜的合成、改性及其作为超级电容器电极的应用》（Flexible MXene-based Composite Films: Synthesis, Modification and Applications as Electrodes of Supercapacitors）的综述文章，对基于MXene的复合薄膜作为柔性储能器件电极材料的合成、改性和应用进行了深入的总结论述（图1）。在以超级电容器为代表的储能材料柔性电极应用上，作者按照零维、一维、二维材料复合归类了MXenes基复合膜材料改性手段，并总结对比了不同维度材料在MXene基柔性膜电极性能提升上的优缺点。西安交通大学电信学部博士生罗艺佳为此综述论文的第一作者，西安交通大学阙文修教授、深圳技术大学孔令兵教授与泰山学院高博文副教授为共同通讯作者。西安交通大学为第一作者单位。

图1 柔性MXene基复合薄膜的合成、改性及其作为超级电容器电极的应用

阙文修教授团队在总结了MXene材料电解水制氢应用的基础上，进一步发现对MXene的前驱体Mo2TiAlC2MAX（一种双过渡金属陶瓷相）进行原位电化学刻蚀，即可作为高性能电解水催化剂，而不用将其刻蚀成MXene，简化了材料制备工艺。研究团队揭示了MAX衍生的表面碳化物的形成机制与腐蚀机理以及电催化性能。而后引入高活性的Pt纳米粒子与电化学刻蚀后MAX的碳化物表面构建异质复合界面，实现了稳定的大电流电解水制氢性能（图2）。该研究工作以《原位电合成高效MAX衍生物作为高效析氢反应电催化剂》（In-situ Electrosynthesis of MAX-derived Electrocatalysts for Superior Hydrogen Evolution Reaction）为题在《微尺度》（Small）发表。西安交通大学电信学部博士生盛敏豪论文第一作者，西安交通大学阙文修教授与杨亚威助理教授为共同通讯作者，西安交通大学为唯一作者单位。

图2 原位电合成高效MAX衍生物析氢催化剂的研究

阙文修教授团队长期致力于MXenes基纳米复合材料在电化学储能及电催化领域的研究，该研究工作是阙文修教授课题组在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）、《材料化学杂志A》（Journal of Materials Chemistry A）等国际著名期刊发表储能转换领域多项研究成果后的又一重要进展。

文章1链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202201290

文章2链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202203471