近日，我所催化基礎國家重點實驗室能源與環境小分子催化研究組（509組）鄧德會研究員團隊與鄭州大學張佳楠教授團隊合作，通過界面化學工程將二維2H-MoS₂納米片組裝在氮摻雜碳限域的鐵原子催化劑（Fe_(SA)-N-C）載體上，并將其作為鈉離子電池的負極材料，在Fe_(SA)-N-C的催化作用下，有效調控了1T/2H-MoS₂在充放電過程中的相變和結構演化過程，從而實現高效儲鈉。

　　在“雙碳”目標下，可再生能源逐步成為能源消費增量的主體。在推動可再生能源利用的關鍵技術中，儲能技術的發展已成為實現“雙碳”目標的重要支撐技術之一。與技術相對成熟的鋰離子電池（LIBs）相比，鈉離子電池（SIBs）因鈉資源豐富、成本低廉等優勢，在大規模儲能領域中展現出廣闊的應用前景。MoS₂已被認為是最有前途的SIBs的負極材料之一，但由于其結構不穩定，且在充放電過程中MoS₂結構變化而導致部分容量不可逆。因此，在充放電過程中精準調控MoS₂的結構穩定性以及相變可逆性是提高其儲鈉性能的關鍵。

　　鄧德會團隊在前期二維MoS₂表界面調控和催化研究（Nat. Catal.，2021；Nat. Commun.，2020；Nat. Commun.，2017；Energy Environ. Sci.，2015）的基礎上，發現并證實多孔MoS₂在鈉離子存儲中表現出優異的電化學性能（J. Energy Chem.，2022；Mater. Today Energy，2018），并揭示金屬—氮—碳（M-N-C）電極儲鈉性能的增強機制與固體電解質界面（SEI）膜之間的關聯性（Energy Environ. Sci.，2022；Nano Res.，2022）。

　　在此基礎上，研究團隊通過界面化學工程將二維2H-MoS₂納米片組裝在Fe-N-C載體上，發現在功函數差異的驅動作用下，Fe_(SA)N-C的電子會向2H-MoS₂轉移，進而增強了富電子MoS₂上的S位點對鈉離子的吸附作用，而缺失電子的Fe_(SA)-N-C上的Fe位點的自旋態會發生改變，從而優化了Fe位點的電子結構和催化活性，相較于氮摻雜碳（N-C）和純碳，Fe_(SA)-N-C限域的Fe位點可以在充放電過程中有效促進1T/2H-MoS₂的相變和結構演化過程，從而實現高效儲鈉。因此，MoS₂/Fe_(SA)-N-C展現出優異的循環穩定性，在2.0 A g^-1的大電流密度下經過2000次循環后，儲鈉容量仍保持在350 mA h g^-1左右。該研究為設計高活性和高穩定性的鈉離子負極材料提供了新思路。

　　相關研究以“Evolution of Stabilized 1T-MoS₂ by Atomic-Interface Engineering of 2H-MoS₂/Fe-Nx towards Enhanced Sodium Ion Storage”為題，發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）上，并被選為VIP（Very Important Paper）文章。該工作的第一作者是我所509組聯合培養博士研究生夏會聰。以上研究工作得到了國家自然科學基金、中科院B類先導專項“功能納米系統的精準構筑原理與測量”、丹麥Haldor Topsoe公司國際合作等項目的資助。（文/圖 夏會聰、昝靈興）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202218282