氧促进非晶态相邻Nb-Nb双原子对硒配位构筑高性能钠离子混合电容器

（编辑推荐）本研究通过水相氧合与限域硒化策略，构建了N掺杂碳包覆的非晶态硒化铌簇（a-Nb-Se/O@NC），其独特的Se/O双配位Nb-Nb双原子对形成电子离域体系，显著提升Na+吸附能力与结构稳定性。该阳极在10 A g?1下循环5000次仍保持103%容量，组装的钠离子混合电容器（SIHC）实现207.1 Wh kg?1超高能量密度，为高功率储能器件设计提供原子级调控新思路。

　　

Highlight

本研究在N掺杂碳限域的非晶态硒化铌簇（a-Nb-Se/O@NC）中构建了Se/O共配位的相邻Nb-Nb双原子对（Se₄-Nb₂-O₂）。碳限域与水热氧合协同诱导Nb-Se键非晶化，消除晶体刚性并创建各向同性的双离子传输通道，同时产生富含悬空键的高密度活性位点，从而增强结构完整性和Na⁺存储能力。

Results and discussion

合成策略与结构表征

如图1(a)所示，a-Nb-Se/O@NC的合成整合了反胶束自组装、水热氧合和退火硒化。初始阶段，铌酸铵草酸盐与多巴胺盐酸盐在水/乙醇混合溶剂中自聚合形成壳状Nb-DA螯合物。疏水性螯合物通过金属-有机配位构成胶束内核，而亲水性NH₂基团自组装为外延碳壳。

电子结构调控机制

独特的Se/O配位Nb-Nb双原子构型建立了电子离域系统：Se的低电负性（χ=2.55）平衡了O配位（χ=3.44）对Nb中心的电子抽取效应。这强化了d-p轨道杂化，降低Na⁺吸附能，并优化非晶簇中的电荷转移路径与反应动力学。

Conclusions

该工作通过原子调制与电子优化，为高功率储能器件电极设计提供方法论指导。非晶态设计赋予材料各向同性Na⁺传输通道和机械强化的导电碳壳，同时Se/O配位双原子对实现了电荷再分布与能垒降低的协同效应。