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【中国科学报】研究实现二维硼化物可控制备及微型储能应用

2026年09月04日 中国科学报 孙丹宁
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近日,kaiyun官网入口大连化学物理研究所研究员吴忠帅团队在二维过渡金属硼化物的可控制备及微型储能应用方面取得新进展。团队发展了一种无水锂离子溶剂辅助剥离策略,可将钼铝硼(MoAlB)衍生的层状硼化钼(MoB)转化为高质量二维MoB纳米片,并构建了高性能微型超级电容器和柔性集成微系统。相关成果发表于《美国化学会志》。

二维过渡金属硼化物在电化学储能领域具有广阔应用前景。MoB可通过选择性刻蚀去除层状MoAlB中的铝(Al)层获得。然而,该方法常面临Al去除不完全、刻蚀后MoB层间再堆叠等问题,难以获得充分剥离的二维纳米片。这会降低材料的可利用表面积,阻碍电解质离子进入层间活性位点,从而制约MoB在高倍率储能器件中的性能。

针对上述问题,研究人员首先采用氯化锌熔盐刻蚀法,选择性去除MoAlB中的Al层。随后,团队引入无水氯化锂-二甲基亚砜(LiCl-DMSO)插层策略,利用Li+-DMSO溶剂化配合物扩大层间距,并结合温和超声处理,实现了少层剥离MoB(d-MoB)纳米片的制备。所得MoB纳米片物相纯度高、表面氧化程度低,平均厚度约3纳米,横向尺寸约300纳米,增加了有效可接触表面积。

得益于少层结构、更多暴露的活性表面和缩短的离子传输路径,d-MoB纳米片展现出增强的电化学性能。基于该材料制备的平面叉指微型超级电容器,面积比电容为102.4毫法每平方厘米,面积能量密度为4微瓦时每平方厘米,并可在低至-30℃的条件下稳定工作。此外,团队还将微型超级电容器与无线充电线圈、d-MoB基压力传感器集成,构建了柔性无线充电-储能-传感微系统,展示了d-MoB在微型储能和柔性电子领域的应用潜力。

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.6c08895

(原载于《中国科学报》 2026-09-04 第1版 要闻)

打印 责任编辑:宋同舟

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