具有三维结构的过渡金属二硫化物纳米材料在电化学能量储存与转化领域的应用

近年来，过渡金属二硫化物（transition metal dichalcogenide, TMD）纳米材料因其具有较大的比表面积、丰富的表面/边缘原子、多样的物理特性而在电化学能量储存与转化领域受到了广泛关注。然而，片层间的范德华力使得过渡金属二硫化物纳米材料在电极制备过程中极易团聚，从而减少了材料与电解液接触的表面积，降低了电化学性能。在纳米尺度构筑具有三维结构的过渡金属二硫化物（3D TMD）纳米材料是解决上述问题的一个有效途径。在该结构中，材料的团聚可以被有效抑制，从而保证了较大的电化学活性面积；同时，三维结构中存在的大量孔道缩短了离子传输距离，从而提高了高倍率下的电化学性能。

近日，新加坡南洋理工大学张华教授（点击查看介绍）的研究团队在化学领域权威期刊Angewandte Chemie International Edition 上发表综述文章，对3D TMDs在电化学能量储存与转化领域的应用研究进行了全面总结，并对这些领域所面临的研究挑战及未来发展方向进行了总结与展望。

该综述首先对构筑3D TMDs的合成方法做出了总结，阐述了如水热/溶剂热、化学气相沉积、静电纺丝等常用策略。接下来，该文章讨论了3D TMDs作为微观电化学活性物质或宏观电极结构在锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等新型电池领域的应用。随后，作者介绍了3D TMDs在超级电容器领域的应用，并特别介绍了其在平面电容器、柔性电容器等新型器件中的应用。在电化学能量转换领域，作者主要介绍了3D TMDs在电催化析氢反应中的应用，并着重讨论了如何通过形貌控制与杂化，以及晶体和电子结构调控的手段提高3D TMDs的催化活性。最后，作者总结了该领域所面临的挑战，并对未来发展方向进行了展望。该论文的第一作者是新加坡南洋理工大学的博士生韵勤柏和博士后鲁启鹏博士。

该论文作者为：Qinbai Yun, Qipeng Lu, Xiao Zhang, Chaoliang Tan, Hua Zhang

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Three-dimensional architectures constructed from transition metal dichalcogenide nanomaterials for electrochemical energy storage and conversion

Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 626-646, DOI: 10.1002/anie.201706426

张华教授简介

张华，新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院终身正教授，1992和1995年分别于南京大学获得本科和硕士学位，1998年于北京大学获得博士学位，师从刘忠范院士。作为博士后，他于1999年加入了比利时鲁汶大学Frans C. De Schryver教授课题组，并于2001年加入美国西北大学Chad A. Mirkin教授课题组开展研究工作。2006年7月起就职于新加坡南洋理工大学。目前，张华教授已发表文章420余篇，引用4万2千余次，H因子100（Thomson Reuters）。

http://www.x-mol.com/university/faculty/39443