journal article·2025-02-24Open access

Ti3C2Tx MXenes as Anodes for Sodium-Ion Batteries: the In Situ Comprehension of the Electrode Reaction

Antonio Gentile, Nicolò Pianta, Martina Fracchia, Simone Pollastri, Chiara Ferrara, Stefano Marchionna, Giuliana Aquilanti, Sergio Tosoni, Paolo Ghigna, Riccardo Ruffo

ACS Applied Energy Materials· Volume 8· Issue 4

Abstract

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Since their appearance on the scene, MXenes have been recognized as promising anode materials for rechargeable batteries, thanks to the combination of structural and electronic features. The layered structure with a suitable interlayer distance, good electronic conductivity, and moldability in composition makes MXenes exploitable both as active and support materials for the fabrication of nanocomposites providing both capacitive and Faradaic contributions to the final capacity. Although a variety of possibilities has been explored, the fundamental mechanism of the electrode reaction is still hazy. We herein report the investigation of Ti 3 C 2 T x MXenes, the benchmark composition for application in energy storage, through the combined operando X-ray absorption spectroscopy (XAS) and Raman analysis supported by density functional theory (DFT) calculations with the aim of clarifying the origin and nature of capacity when the material was cycled vs Na. The electrode reaction determined was Ti 3 C 2 X 2 + 1Na → Na 1 Ti 3 C 2 X 2, defining the theoretical capacity.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: MXene and MAX Phase Materials · Ferroelectric and Negative Capacitance Devices · Advanced Memory and Neural Computing

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Ricerca sul Sistema Energetico, RSE S.p.A., Via R. Rubattino 54, Milano 20134, Italy

Department of Materials Science, University Milano Bicocca, via Cozzi 55, 20125 Milano, Italy

Dipartimento di Chimica, Università degli studi di Pavia, via Taramelli 9, 27100 Pavia, Italy

INSTM, Consorzio Interuniversitario per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, via Giusti 9, I-50121 Firenze, Italy

Elettra-Sincrotrone Trieste, Basovizza, 34149 Trieste, Italy

National Reference Center for Electrochemical Energy Storage (GISEL), Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia Dei Materiali (INSTM), via Giusti 9, Firenze 50121, Italy

Funding

Ministero dell'Universit? e della Ricerca · NextGenerationEU · Ministero dell'ambiente e della sicurezza energetica

References (70)

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