用CTAB-rGO-修改的MXene混合膜进行层层组装,作为用于进化和氧进化反应,超级电容器和DMFC应用的多功能电极
Asha Raveendran1, Mijun Chandran2, Masoom Raza Siddiqui3
1Nano Electrochemistry Lab (NEL), Department of Chemistry, National Institute of Technology Puducherry, Karaikal 609609, India.
ACS omega
|October 2, 2023
概括
这项研究开发了一种使用CTAB-rGO的新型MXene混合膜电极,以防止纳米板重叠,提高能量储存和转换的电化学性能. 该材料显示为多种应用的多功能,高贵的无金属电催化剂的承诺.
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:
- 2D过渡金属碳化物/化物和碳化物 (MXenes) 为能源应用提供了卓越的导电性和水友性.
- MXene纳米板重叠阻碍了活性部位并降低了电化学性能.
- 制定减轻重叠的策略对于优化基于MXene的电极至关重要.
研究的目的:
- 在尼克尔泡上使用 cetyltrimethylammonium bromide-reduced graphene oxide (CTAB-rGO) 设计一个无粘合剂的 MXene 混合膜电极.
- 调查多应用电催化新型电极的结构-性质-性能关系.
- 为了证明材料在能量转化 (水分解,甲醇氧化) 和能量储存 (超级电容器) 中的潜力.
主要方法:
- 层层组装和浸泡涂层技术用于电极制造.
- 进行了生理化学表征 (例如,SEM,TEM,XRD) 和电化学测量.
- 对进化,氧进化,甲醇氧化和超级电容器应用的电化学性能进行了评估.
主要成果:
- 修改CTAB-rGO有效地减少了MXene重新堆积和改善了动力学.
- 混合电极表现出高的催化活性,用于水分裂 (10mA/cm2在360mV的HER,179mV的OER).
- 在甲醇氧化 (373.60 mA/cm2电流密度) 和超级电容器 (544.50 F g-1电容,5000个循环后87%的保留) 中观察到出色的性能.
结论:
- 经CTAB-rGO修改的MXene混合膜是一种有前途的无贵金属电极,用于各种电化学应用.
- MXene和CTAB-rGO之间的协同作用增强了催化活性和电化学稳定性.
- 这项工作突出了开发高性能电极的可行策略,用于能源转换和储存.
