Het onderzoeksteam van prof. Xiaobo Ji en associate prof. Guoqiang Zou heeft een ingenieuze strategie voor zuurstof-vacature (OV)-engineering voorgesteld om anionische doping met een hoog gehalte in TiO te realiseren ₂ en bood waardevolle inzichten in het bedenken van elektrodematerialen met snelle ladingsoverdrachtskinetiek in de bulkfase. Het artikel getiteld "Hoge inhoud anion (S/Se/P) doping ondersteund door defect engineering met snelle ladingsoverdrachtskinetiek voor hoogwaardige natriumioncondensatoren" is gepubliceerd in Wetenschapsbulletin . Xinglan Deng wordt vermeld als eerste auteur en Prof. Guoqiang Zou als corresponderende auteur.

Het snelheidsbepalende proces voor natriumopslag in TiO ₂ is sterk afhankelijk van de ladingsoverdracht in de elektrodematerialen vanwege de inferieure diffusiecoëfficiënt en elektronische geleidbaarheid. Naast het verkleinen van de diffusieafstand van ion/elektron, de toename van ionische/elektronische mobiliteit in het kristalrooster is erg belangrijk voor ladingstransport. Hier, een OV-engineering die wordt geassisteerd bij een dopingstrategie met een hoog gehalte aan anionen (S/Se/P) om de kinetiek van ladingsoverdracht voor ultrasnelle natriumopslagprestaties te verbeteren, wordt voorgesteld. De theoretische berekeningen hebben voorspeld dat OV-engineering de spontane S-doping in TiO . oproept ₂ fase en bereikt een hoge anionische doteringsmiddelconcentratie om de elektronendonor van de onzuiverheidstoestand en elektronische delokalisatie over S bezette locaties te bewerkstelligen, die de migratiebarrière van Na+ grotendeels kunnen verminderen. Overeenkomstig, experimentele metingen valideren de realisatie van doping met een hoog gehalte aan anionen (S/Se/P) en de significant verbeterde diffusiviteit en geleidbaarheid van Na-ionen in geprepareerde elektrodematerialen.

De geoptimaliseerde A-TiO ₂ -x-S/C anode (met S-gehalte van 9,82 at%) vertoont buitengewoon hoge capaciteit met 209,6 mAh g ^-1 bij 5000 mA g ^-1 . Wanneer toegepast als anodematerialen, de geassembleerde SIC levert een ultrahoge energiedichtheid van 150,1 Wh kg ^-1 bij een vermogensdichtheid van 150 W kg ^-1 . Dit werk biedt een nieuwe strategie om de dotering van anionen met een hoog gehalte te realiseren, en de ladingsoverdrachtskinetiek voor TiO . verbeteren ₂ , die een licht werpt op het ontwerp van elektrodematerialen met snelle kinetiek.