武科大網訊（通訊員李傑 見習記者韓延通）近日，我校永利6774app手机版官网張琴副教授團隊的研究論文“Edge-enriched and S-doped carbon nanorods to accelerate electrochemical kinetics of sodium/potassiumstorage”在《Carbon》期刊發表。張琴和張兵為第一作者，李軒科、張琴、楊年俊為通訊作者，我校永利6774app手机版官网煤轉化重點實驗室為論文第一單位。

硬碳是一種很有前途的鈉/鉀離子電池負極材料，在電網規模儲能領域備受關注。但仍然受到源于碳的亂層結構的緩慢電化學動力學的影響，導緻倍率容量較差。因此，本研究提出利用一種簡單的策略來制備具有可控直徑和高度取向的碳層排列的邊緣富集和S摻雜的碳納米棒(SCN)。

豐富的邊緣導緻離子的擴散路徑更短，以及層間距的擴大，都有助于離子插入/脫離的快速動力學。這種獨特的高度定向結構使 SCN 陽極能夠為鈉和鉀離子存儲提供出色的倍率容量和持久的循環壽命。密度泛函理論（DFT）結果表明，摻硫活性位附近Na+離子的吸附增強，離子擴散勢壘降低，證實了SCN電極的電化學動力學得到了促進。這項工作為先進電極的合理設計提供了更多的思路，并對碳陽極的反應動力學提供了深入的見解。

總之，通過在充滿硫蒸汽的氣氛下聚合噻吩來制造具有沿軸垂直排列的高取向碳層的S摻雜碳納米棒。SCN 為 Na/K 離子提供了豐富的活性邊緣平面位點和短擴散路徑，從而增強了電容行為。此外，S摻雜引起的大層間距離和合理的吸附能降低了離子擴散勢壘，從而在插層過程中提供了快速的反應動力學。獨特的結構使SCNs在不同電流密度下對SIBs和PIBs都具有大而穩定的比容量以及高倍率容量和循環耐久性。因此，改善碳陽極動力學的結構設計概念是有效且具有前瞻性的。

張琴、李軒科教授團隊依托先進炭材料研究中心已相繼在Energy Storage Materials (IF=20.831)、Advanced Energy Materials (IF=29.698)、Nano Energy (IF=19.069)、Carbon (IF=11.307)等國際知名SCI期刊發表多篇研究論文，研究主題為碳基功能材料在儲能方面的應用研究，包括軟硬碳負極材料結構設計、多尺度下連續化碳網絡的構建、碳-非碳界面調控等。

論文鍊接：

Energy Storage Materials 2020, 24, 450.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308748

Advanced Energy Materials 2021, 11(17), 2100082.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202100082

Nano energy 2022, 94, 106937.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285522000222?dgcid=author

Carbon 2023, 201, 776-784.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622322007965?via%3Dihub