导电载体与碘物种之间的结合和亲和力较弱，进而导致电子转移不足和穿梭效应。

近日，香港城市大学支春义教授，Jun Fan报道了通过引入一种层状2D Nb基MXene的Nb₂CT_X主体材料，显著提高了I₂/I⁻转化的氧化还原动力学和持久性。

文章要点

1）研究人员通过一种简单的电沉积策略，使得初始的I⁻离子通过电驱动插入到Nb₂CT_X的纳米层间，并被原位电氧化，生成的线性I₂分子附着在2D导电表面上，用于快速电子交换，而纳米级层间间距显著限制了循环过程中I物种（I₂，I^-和I₃^-）的迁移或穿梭。从而实现了优异的氧化还原动力学和穿梭效应的有效抑制。

2）实验结果显示，基于Zn金属负极和ZnSO₄电解质的水系Zn电池在1.3 V时具有超平坦的放电平稳期，接近I₂/I^-耦合对的理论值，在1.0 A g^-1下具有84.5％的容量（205 mAh g^-1）和89.1％的能量密度（259.3 Wh kg^-1）。此外，得益于纳米级通道的限域效应，在所有I₂^-金属（Na，Mg，Zn，Li，Fe，Cu和Al-I₂）电池中，记录寿命达到了23000个循环，容量保持率达80％。

3）物理化学分析和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，Nb₂CT_X MXene主体的局域电子转移和俘获效应是提高动力学和抑制穿梭效应的原因。

参考文献

Xinliang Li, et al, Enhanced Redox Kinetics and Duration of Aqueous I₂/I⁻ Conversion Chemistry by MXene Confinement, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202006897

https://doi.org/10.1002/adma.202006897