微流体组装的共价有机框架@Ti3 C2 Tx MXene垂直纤维用于高性能电化学超级电容器
Xiaolin Zhu1,2, Yang Zhang1,2, Zengming Man1,2
1National Engineering Lab for Textile Fiber Materials and Processing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, 310018, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 24, 2023
概括
研究人员开发了先进的混合纤维,用于高性能纤维状超级电容器 (FSC). 这些创新的材料提供了优越的能量密度和长周期寿命,为灵活的电子和碳中和铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 设计高性能纤维状超级电容器 (FSC) 需要具有高效离子传输和充电可访问性的复杂纤维.
- 垂直的多孔结构和高电化学活性是至关重要的,但具有挑战性.
研究的目的:
- 为先进的能源存储应用开发一种新的层次有序混合纤维.
- 研究超级电容器中新纤维材料的电化学特性和潜力.
主要方法:
- 一步微流体合成,将垂直调整的Ti3C2 MXene (VA-Ti3C2) 与共价有机框架LZU1 (COF-LZU1) 结合起来.
- 使用合成的混合纤维制造固态不对称纤维形超级电容器.
- 电化学表征包括电容,能量密度和循环稳定性测量.
主要成果:
- 混合纤维VA-Ti3C2@COF-LZU1表现出一个特殊的重力学容量为787 Fg-1.1.
- 固态非对称FSC实现了27Wh kg-1的能量密度,398 F g-1的电容,以及20,000个循环.
- 由于垂直通道和混合结构,观察到增强的离子传输和电子转移.
结论:
- 开发的混合纤维为高性能储能设备提供了一个有前途的途径.
- 独特的结构促进了有效的离子和电荷传输,从而实现了卓越的电化学性能.
- 这些发现为超级电容器之外的先进纤维电子打开了道路,为碳中和市场做出了贡献.
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