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吉林大学物理学院Yu Gao等--金属离子诱导多孔MXene用于全固态柔性超级电容器
       MXenes通常用于能量存储应用。然而,大的纳米片和重新填充不利于离子扩散,从而限制了其速率能力。在这里,一种制备柔性多孔MXene−M超级电容器电极的策略可以同时扩大层间的层间距并在层中形成孔。结果表明,Ti3C2Tx-Mn在100 a g-1的电流密度下循环10万次后仍有248 F g-1的寿命。此外,基于Ti3C2Tx−Mn的对称全固态超级电容器的体积能量高达52.4 mWh cm−3,并在55.3 W cm−3的超高体积功率密度下保持38.4 mWh cm−3。我们认为,该工作为后期MXene层间距的调控和多孔结构的设计提供了思路,可广泛应用于下一代高能密度和功率密度的实际应用中。
 
图1 (a) MXene−M (M代表Mn, Ni, Co)电极制备示意图。Ti3C2Tx−Mn的TEM图像。(b、c)高分辨率图像;(d) Ti3C2Tx−Mn的SEM图像;(f−i) Ti、C、Mn和O的Ti3C2Tx−Mn元素映射。
 
图2. (a) Ti3C2Tx、Ti3C2Tx−Mn、Ti3C2Tx−Ni、Ti3C2Tx−Co的XRD谱图;(b, c) Ti3C2Tx−Mn和Ti3C2Tx的Ti 2p和O 1s区域的高分辨率XPS光谱;(d) Ti3C2Tx、Ti3C2Tx−Mn、Ti3C2Tx−Ni、Ti3C2Tx−Co的孔径分布曲线。
 
图3 电化学性能测试。
 
图4. (a) OCV下Ti3C2Tx和Ti3C2Tx−Mn电极浸泡在3m H2SO4中的XRD图。(b, c) (b) Ti3C2Tx和(c) Ti3C2Tx−Mn电极在3m H2SO4中的电化学原位x射线衍射研究。(d) Ti3C2Tx−Mn电极的第四循环原位x射线衍射研究。
 
图5 全固态对称超级电容器的电化学性能。
  
       相关科研成果由吉林大学物理学院Yu Gao等人于2022年发表在Nano Letters (https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c04320)上。原文:Metal Ion-Induced Porous MXene for All-Solid-State Flexible Supercapacitors。

转自《石墨烯研究》公众号
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