先进负极资料的开发对于下一代储能技能至关重要。本研讨构思了一种适用于Li、Na和K离子电池的新式储能资料。为了探究一种衍生自广泛研讨的MXenes的新式储能资料，提出了一种与氧化物结合的潜在异质结构以优化相关功能。利用密度泛函理论核算对该MoC–MoO₂异质结构的结构稳定性和电子特性进行的全面研讨标明，其具有优异的动力学稳定性以及强金属特性。在范德华相互作用的驱动下，该异质结构促进了界面位点处的金属离子吸附。Li、Na和K离子的结合能分别为2.1、2.6和2.8 eV，标明存在强的离子相互作用。经过理论容量、开路电压和金特点等参数体系分析了该异质结构作为负极资料的功能。结果显示，Li离子嵌入表现出高理论容量（500 mAh/g）、高开路电压（0.6 V）和低结合能，突显了其适用于高功能储能。与当前商业化负极资料的比照证明了本研讨中该资料的杰出功能，使MoC–MoO₂异质结构成为高功能电池技能的有力候选资料。运用density functional theory核算标明其具有优异的动力学稳定性以及激烈的金属特性。该heterostructure促进了在界面位点的吸附由范德华相互作用驱动。Li、Na和K离子分别为2.1、2.6和2.8 eV的结合能标明了激烈的离子相互作用。该异质结构作为负极资料的功能经过理论容量、开路电压等参数进行了体系分析，以及“结果标明，Li离子嵌入表现出高理论容量（500 mAh/g）、高开路电压（0.6 V）和低结合能，突显了其适用于高功能储能的特性。本研讨将其与当前商业负极资料进行比照，证明了其优异功能，使MoC–MoO处于……的位置。

引言

近年来，环保型可再生能源对于全球可持续开展变得日益重要。但是，风能和太阳能等资源具有不稳定性，这降低了它们的功率，因而高效的能量存储设备在这一背景下显得至关重要[1]，[2]，[3]。因为其高生产率、长运用寿数、广泛的功率和能量密度范围以及极低的维护成本，对新式电化学储能（EES）技能的研讨对于满足便携式设备、电网储能、固定使用以及新开发的电动汽车的需求激增至关重要[4]，[5]。电动汽车和可充电电池的需求促进人们必须取得重大突破，以明显进步电池正极和负极的储能容量[6]，[7]。
自1990年锂离子电池成功商业化以来，它们已成为储能体系市场的主导技能。锂资源的有限性以及对安全性的担忧是高效开展该技能的两大首要妨碍。为了避免对锂的过度依靠，钾、镁、钠、钙和锌离子电池已被开发出来，并取得了明显开展[8]，[9]。但是，针对下一代可充电电池及其他设备的电池电极代替资料的探究仍在持续。在所有电极资猜中，新式二维资料因其独特的结构、在嵌锂和脱锂过程中体积改变极小[10]以及多种构型，已被用作电池电极的代替资料。自从石墨烯被发现后，因为石墨烯令人形象深刻的导电特性[11]，[12]，这些资料变得极其重要。这种新式2D资料展现出丰厚多样的光学、热学和电子特性，使其在各种使用和新式机遇中具有宽广前景。它们不只具有潜在的医学使用价值，还可使用于水处理、光电器材以及最新的电动汽车范畴[13]，[14]。包括六方氮化硼、MXenes、黑磷、砷化硼、碳化物和过渡金属二硫属化物在内的二维层状资料已经引起了明显关注...
作为电极资料，graphene因其独特的能带结构和优异的导电性已得到广泛认可。此外，在开发代替电极资料的过程中，也报导了各种层状资料，如chalcogenides（MoS 2、MoTe 2、WS 2、WTe 2、TaSe 2和TiS 2）以及oxides等[16]。但是，为了满足高电导率和有用表面积的需求，另一类被称为MXenes的资料的最新开展已成为基础研讨和技能使用关注的焦点，特别是在锂离子电池和超级电容器等储能体系中。MXenes具有P63/mmc对称性的六方层状结构，其间M（前期过渡金属）层几乎为密堆积，而X（碳或氮）原子占据八面体位置。这种具有carbide中心的独特结构提供了优异的电导率。此外，MXenes的层状摆放允许锂、钙和钠等离子分子的嵌入。这使得它们因为有利于离子刺进的能量学特性而十分合适用于储能。与graphene和transition metal chalcogenides类似，在Ti 2 C、Cr 2 C、V 2 C和Nb 2 C等根本MXene结构中也调查到极高的储能容量[17]、[18]。储能电池中的电极资料在决议电池功能、功率和寿数方面起着关键作用。它促进了...
因而，为了完成代替且高效的能量存储，根据钒和钛的MXenes异质结构化合物被引进。在储能设备中运用异质结构的优势之一在于离子嵌入会引起极小的体积改变。对二维基异质结构的合理设计将带来功能的提高。在此，我们提出了一种以钼碳化物作为MXene并结合氧化物的异质结构。研讨发现，当MXene与氧化物构成异质结构时，其储能容量会添加[30]，[31]，一起MXene-氧化物异质结构具有优异的电化学功能。这两项调查结果使得该异质结构成为储能设备的抱负挑选。在本工作中，我们展示了关于由MoC单层MXene与MoO₂单层组成的异质结构中，吸附于层间空间的Li、Na和K的储能容量及离子动力学的从头算电子结构核算结果。因为具有更好的导电性和更高的稳定性，该异质结构证明其优于仅运用单一晶体结构的情况。我们挑选这些资料的原因是它们都具有杰出的催化功能、耐腐蚀特性以及高化学稳定性。经过查看资料的离子存储容量和稳定性，以保证其具有高柔韧性、杰出的结构稳定性和最低的反应坐标能量。

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