摻硒二硫化鎢實現高性能儲鉀

爲了解决純二硫化鎢（WS2）作爲儲能電極材料時低導電率和較少離子存儲位點的問題，桂林理工大學研究者提出了异原子填充空位策略，幷設計出了摻硒（Se）二硫化鎢材料，即通過引入硒原子來部分地填充WS2中的硫空位（VS）。

據中鎢在綫瞭解，二硫化鎢是一種低維度過渡金屬硫化物，具有與石墨烯相似的層狀結構，層間以範德瓦爾斯力連接，層內以W-S共價鍵鏈接。結構的特殊性，賦予了WS2較大的層間距（0.618nm）、較低的嵌鉀電位（小于1.0V）、較高的理論比容量（∼432mAh/g）等優勢，使之在鉀離子電池（PIBs）研究應用中表現出巨大的開發潜力。

不過，二硫化鎢仍然存在電導率不足和活性位點有限等問題，因而導致所製備的 PIBs的實際容量較低和使用壽命較短。爲了解决上述的問題，有研究者向硫空位中引入了WS2，這樣雖然可以提高它的導電率和反應動力學速度，但是幷不能保證整個空位的活性和穩定性。

有鑒于此，桂林理工大學研究者就設計出了摻硒二硫化鎢材料，用硒原子來部分硫空位，這樣不僅可以增加WS2的層間距、穩定和激活已有的空位，從而提供更多的存儲位點來吸附鉀離子，還可以改善WS2的電導率和離子擴散動力學，以實現高性能儲鉀。

摻硒二硫化鎢的生産步驟：首先，采用溶劑熱反應法合成了超薄的二硫化鎢納米片；然後將其放在Ar/H2氣氛下進行高溫焙燒，使之表面上産生大量硫空位VS，獲得VS-WS2 NS；最後將Vs-WS2NS進行硒化（將活性Se填充到WS2的VS）轉化爲Vs-WS2-Se@xNS（x可爲0.5、1和2）。

該研究成果已以“Filling Selenium into Sulfur Vacancies in Ultrathin Tungsten Sulfide Nanosheets for Superior Potassium Storage”爲題發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上。

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