摘要：非层状过渡金属碳化物(NL-TMCs)具有多样化的形貌结构和可调控的化学计量比,从而表现出高比容量、高导电性和良好的稳定性等优异的电/催化性能。因此,本文对NL-TMCs在储能与转换领域的最新进展进行了总结。首先阐述了NL-TMCs的可控制备策略,其中包括碳热还原法、化学气相沉积法、模板辅助法、水热/溶剂热法。其次,探讨了NL-TMCs在锂离子电池、锂硫电池、全水解等能源储存与转换领域中应用,并对其未来的发展方向进行了展望,为合理地设计和构建NL-TMCs以供实际应用提供了理论基础。

摘要：质子交换膜燃料电池因其环境友好,能量转换效率高,便携等优点受到研究者们的广泛关注.其传统的催化剂为Pt/C(Pt负载在炭黑上),但是Pt/C催化剂存在的Pt价格昂贵且易CO中毒、炭黑易腐蚀等问题,限制了质子交换膜燃料电池的广泛应用.亟待寻求廉价、高效、稳定的新型电极催化剂.运用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,从原子、电子层面对过渡金属碳化物负载的纳米金属体系进行了对比研究,设计和筛选出了催化活性好、稳定性高的纳米复合催化剂,为新型电极催化剂的优化设计提供了理论指导.

摘要：通过溶剂热法制备了一种纳米尺寸的VS2薄片原位钉扎在Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene上形成铆钉结构的复合材料(VS_(2)/Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene)应用于钠离子电池。通过Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene的原位限域作用抑制了VS_(2)的团聚生长。VS_(2)和Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene之间形成稳定的化学耦合作用也提升了VS_(2)的电荷传输动力。结果表明:该复合材料在10 A/g的电流密度下具有340 mA·h/g的高倍率性能,以及5 A/g的电流密度下稳定循环2000圈的电化学性能。该复合设计为发展兼具高能量密度和高功率密度钠离子电池负极材料提供了新的选择。

摘要：研究M C与M n+1A C n(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn;A=Al,Si,P,S;n=1,2,3)结构的稳定性与电子特征有利于探究三元层状结构M n+1A C n稳定性的内在原因和设计新型M n+1A C n结构.第一性原理计算研究表明,M-3d与C-2p轨道间的电子转移对M C与M n+1A C n的形成焓有较大影响.供电子能力较强的前过渡金属可以形成稳定的M C结构.计算结果显示,M C结构是缺电子体系,其趋向于与具有一定供电子能力的MA结构结合形成M n+1A C n.与M2PC和M2SC相比,M2Al C和M2Si C可以更为容易地被分离成二维M2C结构.