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可充電鋰離子電池被廣泛地應用于電子器件和電動汽車上，這得益于其較高的能量/功率密度。然而，考慮到鋰資源的短缺以及全球范圍內的不均衡分布，鋰電在大規模儲能系統中的應用被極大地限制。室溫Na-S電池引起了很多研究者們的注意，因其具有低成本和資源豐富等優勢，（鈉和硫都很豐富），以及足夠的能量密度。然而，Na-S電池的發展還有很多需要努力的方面。首要的就是，聚硫鈉（Na₂S_x，x in 4~8）穿梭效應的不可控，這導致了硫的低使用率以及不可逆的容量衰減。

最近，MXenes作為一類新型的二維材料，在很多應用領域中都得到了廣泛的關注，尤其是儲能領域，這得益于其獨特的層狀結構與電子特性。尤其是Ti₃C₂T_x，作為一類研究最深入的MXene材料，是一種很有潛力的硫宿主。然而，層間較強的范德瓦爾茲接觸導致了納米片嚴重的重堆疊，進而導致了較低的比表面積，減少的空間以及有限的離子傳輸，增加了內部電阻。氧化石墨烯（GO）具有較大的比表面積，通過復合Ti₃C₂T_x與GO可以制備3D多孔的氣凝膠，可以具有足夠的孔結構，高比表面積和多余的活性位點可以阻止活性材料的溢出。然而，截至目前，MXene基氣凝膠還沒有應用在室溫Na-S電池。

最近，西南大學Yuruo Qi教授與徐茂文教授團隊在國際知名學術期刊 Inorganic Chemistry Frontiers上發表題目為： An MXene-based aerogel with cobalt nanoparticles as an efficientsulfur host for room-temperature Na–S batteries的研究論文，將制備的基于MXene與GO的鈷納米顆粒附著的3D多孔氣凝膠應用于室溫Na-S電池具有良好的性能。

圖1.MG-Co@S復合物在充放電過程中抑制穿梭效應的原理。

圖2. MG-Co的微觀形貌與物理表征。

圖3. MG-Co@S復合物的微觀形貌與物理表征。

圖4. MG-Co@S在室溫Na-S電池中的電化學性能測試。

圖5. MG-Co@S電極的CV與原位Raman光譜以及對稱器件的扭虧斯特圖；MG@S和MG-Co@S非對稱器件的CV與GCD圖像。

本文中，所制備的3D多孔MG-Co氣凝膠具有三維多孔結構，不僅可以提高電子導電性，還可以在充放電過程中緩解體積膨脹。同時，Ti₃C₂T_x的極性活性表面以及Co納米顆粒的催化效應可以有效地抑制穿梭效應并增強電化學反應活性。所組裝的室溫Na-S電池具有杰出的電化學性能，在0.1 C 的電流密度下具有705 mAh g^-1的容量，當電流密度增加到5 C時可以保留428 mAh g^-1的比容量。MG-Co@S電極所產生的較高的電化學性能證明了這種整合策略的重要性。

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DOI:10.1039/D0QI00939C