原子级分散的NiN\u2084Cl-NC纳米反应器催化MoSe\u2082转化提升储钠性能

背景：随着便携式电子设备和电动汽车市场的扩大，开发快充技术至关重要。钠离子电池因其钠资源丰富和成本效益而成为锂离子电池的潜在替代品，但Na⁺离子的大半径导致离子扩散动力学缓慢和电极结构变形，限制了性能。二维过渡金属硒化物如MoSe₂因其层状结构和高理论容量成为有竞争力的负极材料，但存在导电性差、反应可逆性有限和循环中体积膨胀等问题。研究目的：本研究旨在通过原子级界面耦合工程技术，构建超薄MoSe₂纳米片接枝类石墨烯氮掺杂碳支撑Ni单原子的二维分级纳米结构（MoSe₂@NiN₄Cl-NC），以提升MoSe₂的反应可逆性和电化学性能，解决其固有缺陷。结论：MoSe₂@NiN₄Cl-NC复合材料通过NiN₄Cl-NC纳米反应器优化电子导电性和电荷转移效率，增强Na⁺离子吸附与迁移能力，降低Na₂Se/NaₓMoSe₂分解的热力学势垒，实现高相变可逆性。该材料表现出优异的倍率性能（20.0 A g⁻¹下容量230 mAh g⁻¹）和循环寿命（4600次循环后容量保持），基于其组装的钠离子全电池和混合电容器也显示出卓越的能量/功率密度和实际应用潜力。