MXene负载铁/镍氧化物碳纳米纤维复合电极推进非铂绿氢电解催化
研究者通过化学气相沉积在MXene片层表面生长顶端负载铁或镍氧化物颗粒的碳纳米纤维,构建碱性全解水电催化剂。全电池测试中铁基电极在10 mA/cm²下仅需2.2伏(镍基为2.7伏),镍基24小时电压漂移更小,但两者析氢性能仍不及铂基基准。
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研究者通过化学气相沉积在MXene片层表面生长顶端负载铁或镍氧化物颗粒的碳纳米纤维,构建碱性全解水电催化剂。全电池测试中铁基电极在10 mA/cm²下仅需2.2伏(镍基为2.7伏),镍基24小时电压漂移更小,但两者析氢性能仍不及铂基基准。
以色列魏茨曼科学研究所等机构团队通过XPS与固体NMR系统研究Ti3C2Tx MXene在卤化钙钛矿MAPbI3前驱体溶液中的化学稳定性,发现MXene表面会与溶液组分发生动态化学反应,为MXene-钙钛矿光电器件的工艺设计划定边界。
西班牙阿利坎特大学等机构团队9月26日提交arXiv论文,提出在Ti3AlC2 MAX前驱体制备阶段掺入少量钇(Y),使结构改变永久保留在刻蚀所得Ti3C2Tx MXene中;DFT计算确认Y优先占据面向铝层的外层Ti(4f)位点,与实验晶格膨胀一致,为MXene电池正极层间工程提供新路径。
研究人员将碳纳米管纤维与MXene结合成仿"砖-泥浆"层状结构的超薄复合膜,厚度仅17.5微米(约发丝五分之一)即实现约90dB电磁屏蔽效能(遮断逾99.9999999%入射电磁波)并兼具低红外发射率隐身能力,面向战斗机、无人机等装备的柔性防护。
研究人员将CeO2纳米粒子负载于UIO-66@MXene分级结构并引入环氧涂层,借助CeO2介导的自由基清除在光老化下保护聚合物网络,实现紫外线屏蔽与长效防腐双重功能,成果发表于Progress in Organic Coatings。
布拉格查理大学Eliášová团队在《先进能源材料》发表研究,用二维材料MXene与超薄TiO₂层封装氧化亚铜,构建「纳米三明治」光电阴极,解决了Cu₂O在水溶液中数十分钟即降解的行业难题,实现2.74%的创纪录太阳能-乙醇转换效率,且乙醇为唯一液态产物,为太阳能反应器规模化生产绿色燃料铺路。
8月17日提交arXiv的研究以机器学习辅助数据库挖掘结合实验,在历史文献中识别出38种已被合成但从未被认作MXene的层状化合物,构成一座宝库,并开发快速直接合成路线验证新候选。该工作把文献挖掘+定向合成闭环引入二维材料发现,有望显著扩展MXene在储能、电催化与屏蔽领域的材料库。
一项发表在arXiv的分子动力学模拟研究揭示了Janus MXene纳米卷的自发形成机制,发现可通过控制表面终止基团调控卷曲几何参数,并利用纳米卷封装粒子实现可调层间距,为MXene基储能电极设计提供理论指导。
国际研究团队系统综述了钠离子电池关键组件的最新进展,指出先进SIB原型能量密度已接近200 Wh/kg,CATL、Faradion和TIAMAT的第一代商业化产品已进入储能市场,但能量密度、循环寿命和供应链成熟度仍是主要瓶颈。
研究团队首次将稀土元素引入MXene二维材料家族,合成出兼具半导体和磁性的全新材料体系(Nature 2026),为下一代节能电子器件和自旋电子学开辟了全新材料平台。传统MXene合成依赖MAX相前驱体刻蚀,而稀土元素无法进入MAX相结构,研究团队开发了全新的自下而上合成路径突破这一瓶颈。