NH3-诱导现场蚀刻策略衍生3D互连的多孔MXene/碳点膜用于高性能灵活超级电容器
Yongbin Wang1, Ningjun Chen1, Bin Zhou2
1Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials, Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, 610031, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|October 18, 2023
概括
研究人员开发了3D多孔MXene/碳点膜,以克服灵活超级电容器中的重新填充问题. 这种新的结构增强了离子运输,从而为先进的能量存储设备带来了更高的电容和稳定性.
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:
- 二维 (2D) MXene (Ti3CNT x) 材料为灵活的超级电容器提供了出色的导电性,电容和灵活性.
- 一个主要的挑战是MXene在电极制造过程中重新堆积,阻碍离子运输和限制性能.
- 提高离子可访问性和动力学对于高性能灵活的能量存储至关重要.
研究的目的:
- 开发一种用于制造3D互连多孔MXene/碳点 (p-MC) 膜的新策略.
- 为了解决MXene重新堆积的问题,并提高灵活超级电容器的电化学性能.
- 展示p-MC薄膜在高性能灵活储能应用中的潜力.
主要方法:
- 使用氨 (NH3) 诱导的现场蚀刻策略.
- 嵌入了预先插入的碳点 (CD),以防止MXene重新堆积.
- 制造的3D相互连接的多孔MXene/碳点 (p-MC) 薄膜.
主要成果:
- 预先插入的CD阻止了MXene重新堆积,并暴露了更多活跃的网站.
- 通过分解的CD进行现场蚀刻,创建了3D互连的多孔结构.
- p-MC薄膜电极表现出高的重力电容 (688.9 Fg -1 在 2 Ag -1) 和优越的速率能力.
- 一个不对称的固态柔性超级电容器显示出高能量密度和循环稳定性.
结论:
- NH3诱导的现场蚀刻策略有效地创建了3D互连的多孔MXene/碳点膜.
- 由此产生的p-MC薄膜克服了MXene重新堆积的问题,从而实现了增强的离子传输.
- 这些p-MC电极对实际的,高性能的灵活超级电容应用具有显著的前景.
