物理与材料科学学院教师鲁成兴博士在Advanced Energy Materials上发表论文“Cu‐Driven Active Cu₂Se@MXene Heterointerface Reconstruction and Co Electron Reservoir Toward Superior Sodium Storage”，该研究设计了一种新型的CoSe₂@MXene异质结构，并利用原位电化学驱动将其重构为Cu₂Se@MXene，显著提升钠离子存储能力。

图CoSe₂@MXene复合材料的合成示意图和电化学性能图

该研究以三明治型CoSe₂@MXene复合材料为模型，通过原位电化学驱动重构形成新型活性Cu₂Se@MXene异质结构。MXene核为电子和离子传导提供了互联路径，同时缓冲了体积膨胀，稳定了结构。重构后的Cu₂Se@MXene异质界面具有丰富的钠存储活性位点，增强了Na⁺的吸附和扩散动力学，从而提高了钠存储容量。此外，放电过程中Co的价态升高，使其能够作为电子储存库，为Cu2Se的转换提供额外的电子供应，并加速钠存储动力学。作为钠离子电池阳极时，CoSe₂@MXene电极展现出高容量（在0.1 A g^-1下为694 mAh g^-1）、优异的倍率性能（在20 A g^-1下为425 mAh g^-1）和卓越的耐久性（在5 A g^-1下经过10,000次循环后容量保持437 mAh g^-1，且每循环容量衰减为0.0014%）。通过非原位表征和理论计算进一步揭示了Cu₂Se@MXene阳极的电化学重构和钠存储机制。该研究为设计先进的转换型钠离子电池阳极提供了一种新思路。

天津师范大学物理与材料科学学院鲁成兴博士为论文第一作者，天津师范大学为第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金（52302301）资助。