近日，我院周通教授指导团队在能源物理领域取得重要进展，相关成果以“Tellurium-doped MoS2/carbon composite nanotubes for potassium-ion capacitors”为题目，在自然指数（Nature Indexed）期刊《Applied Physics Letters》发表。我院2022级硕士研究生张雪为第一作者，周通教授为通讯作者，我院为第一通讯单位。原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0247580。
钾离子电容器（PICs）作为一种兼具高能量密度和功率密度的新型储能器件，正在受到广泛关注。然而，开发高性能的PICs负极材料，仍面临较大的挑战。本工作采用液相法合成了生长模板碲纳米管（Te NTs），并在其表面水热生长了含有葡萄糖的MoS2纳米片。随后，利用气化Te NTs的掺杂作用和高温碳化过程，最终得到Te掺杂的MoS2/葡萄糖衍生碳（C）一维中空复合纳米管（Te-MoS2/C NTs）。Te-MoS2/C NTs的一维中空结构源自Te NTs的模板效应，防止了MoS2的团聚，有效缩短了离子扩散路径，同时Te NTs还作为阴离子掺杂剂，提高了MoS2的导电性。Te-MoS2/C NTs中的葡萄糖衍生碳有助于形成少层MoS2，并促进其层间扩展，从而增强其结构完整性。此外，理论计算证明Te掺杂和层间扩展提高了K⁺的吸附能力和扩散动力学。作为储钾负极，Te-MoS2/C NTs表现出优异的循环稳定性和出色的倍率性能，在0.05 A g−1的条件下具有417.8 mAh g−1的高可逆容量，在5.0 A g−1下仍能保持215.0 mAh g−1的容量，在2.0 A g−1下循环300次后容量保持率为95.6%。此外，使用Te-MoS2/C NTs作为负极材料和活性炭（AC）组装的PICs实现了较高能量密度和功率密度输出（212.8 W kg−1时为113.0 Wh kg−1，12.1 kW kg−1时为 57.0 Wh kg−1），以及良好的循环稳定性。
