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文 章 信 息
从合成到储能，MXene与MBene的微观化学
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研 究 背 景
在以往关于MXene或者MBene的报道中，已经有很多优秀的综述总结了它的合成以及在储能领域的应用。我们注意到，目前储能领域关于MXene和MBene的综述报道是独立进行的，并且大多采用了包括具体合成方案、应用场景或者改性策略这一框架进行讨论，在其中引用了大量的文献数据或者图注说明。详细的总结讨论无疑可以帮助读者找到自己所需领域的大量文献报道，然而，这种框架的讨论也存在一些不足，在不同的储能领域可能缺乏普适性，并且大量的文献细节描述不利于读者快速熟悉所需的知识核心。
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文 章 简 介
近日，英国伦敦大学学院（UCL）何冠杰教授受邀在国际知名期刊Advanced Energy Materials上发表题为“From Synthesis to Energy Storage, The Microchemistry of MXene and MBene”的综述文章。在这篇综述中，作者从微观化学角度，构建了一个合成-结构/性质-功能的框架，将MXene和MBene纳入到统一的体系中进行讨论。在这一框架中，作者介绍了MXene与MBene在储能领域常见的合成方案，合成方案对体相和表面化学性质的影响，以及储能领域所需的关键考虑因素。进一步，讨论了MXene与MBene材料如何利用表面和体相的微观化学机制，单独或者协同在储能领域中发挥作用。
特别的是，全文主要以观点的方式进行总结与讨论，除了代表性工作的介绍，作者额外讨论了领域中一些重要的话题，包括MAB相与MAX相的结构差异以及造成的合成策略的区别，两种二维材料的体相电导率与缺陷浓度的平衡与取舍，表面不同的官能团在不同的储能体系中可能展示出不同的功能需求，以及一些可能被忽视的因素导致不同文献的报道存在着一些差异等，最后，作者提出了“跳跃策略”与“联合器件”两种概念作为MXene在合成与应用领域的下一代设计理念，以及将MXene的发展路径作为模板时，MBene材料所需的进一步的考虑与新的机遇。
方案1. 综述示意图
图1. MXene与MBene结构的相似性及在储能领域可能的配置
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本 文 要 点
要点一：合成策略的微观化学
图2. MXene与MBene材料合成策略的微观化学
要点二：形态学以及表面和体相的关键考虑因素
图3. 不同合成策略下的差异以及储能领域的关键考虑因素
要点三：微观化学机制
图4. MXene与MBene材料在储能领域中的微观化学机制
要点四：总结与前瞻
图5. MXene与MBene材料合成策略与储能应用的发展轨迹
图6. “跳跃策略”与“联合器件”概念
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文 章 链 接
From Synthesis to Energy Storage, The Microchemistry of MXene and MBene
https://doi.org/10.1002/aenm.202403757
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通 讯 作 者 简 介
何冠杰，UCL化学系副教授，博士生导师。2018年于UCL获得博士学位，攻读博士期间访学于耶鲁大学。先后任职于英国林肯大学(副教授)、伦敦大学玛丽女王学院(高级讲师)。主要研究领域为水系电化学能源存储与转换材料及器件。以通讯/第一作者在Joule, Nature Communications, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., 等国际权威学术期刊发表SCI论文100余篇，被引10000余次，h指数61。主持超过300万镑的科研项目，包括欧洲研究理事会科研启动基金(ERC Starting Grants)等。担任Battery Energy期刊副主编、Green Energy Environ.、Sci. China Mater.、Nano Res. Energy、Energy Environ. Mater.、Adv. Powder Mater.、J. Met., Mater. Miner.期刊(青年)编委。2023年入选英国材料、矿物和采矿学会会士，2024年入选英国皇家化学学会会士。
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