尺寸/形状可控制的碳化木质电极,通过具有空间限制的MXene外和对木细胞壁的引效应来实现,用于可定制形状的储能器件
Kai Yang1,2,3,4, Daotong Zhang1,2,3, Zhao Li1,2,3
1Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China.
Nano letters
|June 26, 2024
概括
研究人员开发了一种适应形状的MXene外 (MS),以防止木细胞壁在碳化过程中收缩. 这种方法显著提高了碳化木材 (CW) 的尺寸稳定性和电导率,从而实现了新的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 木材科学 木材科学 木材科学
背景情况:
- 木炭化通常会导致细胞壁显著收缩和崩,限制了应用.
- 由于尺寸不稳定,控制碳化木材 (CW) 的尺寸和形状是很困难的.
- 现有的尺寸和形状控制方法通常仅限于前或后处理.
研究的目的:
- 开发一种用于在碳化过程中保持木材大小和形状的新方法.
- 为了提高碳化木材的尺寸稳定性和电导率.
- 探索形状稳定碳化木材在储能设备中的潜力.
主要方法:
- 在木材细胞壁上创建一个适应形状的MXene shell (MS).
- 利用MXene固有的维度稳定性和共价C-O-Ti粘合来实现结构完整性.
- 研究MS在高温 (高达800°C) 碳化过程中对木细胞壁变形的影响.
主要成果:
- 由MXene外 (CW-MS) 封装的碳化木材的体积收缩比率从54.8%降至2.6%.
- CW-MS表现出长时间的稳定性和高电导率 (384 S m−1).
- MXene外通过空间限制和引效应有效地限制了木细胞壁的变形.
结论:
- MXene外成功地防止木材在碳化过程中收缩和崩,保持结构完整性.
- 增强的维度稳定性和CW-MS的电导率使其适用于先进的应用.
- 这种方法可以生产具有维度稳定的导电性碳化木材,用于具有复杂设计的储能设备.
