强的Ti3C2Tx基于MXene的复合膜,通过生物灵感桥梁制造,用于灵活的储能设备
Jianhua Wang1, Degang Jiang1,2, Yiqi Du1
1College of Materials Science and Engineering, Institute for Graphene Applied Technology Innovation, Qingdao University, Ningxia Road 308, Qingdao, 266071, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 28, 2023
概括
研究人员开发了一种新方法,使用MXene纳米薄膜创建强大的灵活储能膜. 这种方法提高了可穿戴电子产品的机械强度和储能能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 灵活的能量存储对于可穿戴电子产品至关重要.
- 虽然MXenes具有灵活储能的潜力,但由于薄膜间层相互作用较弱和自我补充,在薄膜制造方面面临着挑战.
- 现有的MXene膜往往缺乏足够的机械,电气和电化学可靠性.
研究的目的:
- 为了解决MXene薄膜在灵活储能方面的局限性.
- 开发一种用于制造高性能MXene基膜的新方法.
- 提高MXene薄膜的机械强度和电化学性能,用于先进的应用.
主要方法:
- 聚多巴胺/聚乙烯胺 (PDA/PEI) 功能化的MXene片的顺序桥接.
- 使用协同共价和键连接MXene层.
- 使用长链PEI来抑制PDA聚合并改善层间连接.
主要成果:
- 与纯MXene薄膜相比,制造的MXene/PDA/PEI复合膜在机械强度 (≈366 MPa) 中呈现了12倍的改善.
- 实现了卓越的能量储存能力 (≈454 F g-1 在5 mV s-1 时).
- 在10,000 mV s-1.1时表现出优异的速率性能,约有48%的保留率.
结论:
- 开发的聚合物间接策略有效地提高了MXene薄膜的性能.
- 这种方法为组装高性能MXene薄膜提供了一条途径,用于灵活储能.
- 该方法可以扩展到制造其他基于纳米材料的2D薄膜,用于各种应用.
