2.4V超高压水性基于MXene的不对称微型超级电容器,具有高体积能量密度,旨在实现自给自足的集成微系统
Yuanyuan Zhu1,2, Shuanghao Zheng1,3, Jieqiong Qin4
1State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China.
Fundamental research
|June 27, 2024
概括
我们开发了高压水性不对称微型超级电容器 (AMSCs),使用MXene和MnO2电极与缩的电解质. 这些AMSC实现了2.4V的工作电压和高能量密度,用于集成微系统.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 二维MXenes对于高容量微型超级电容器 (MSC) 是至关重要的.
- 传统的水性电解质和对称的MXeneMSC具有有限的电压窗口 (分别≤1.23V和≤0.6V),限制能量密度.
- 高度的电解质降低了水的活性,抑制了水的分裂,扩大了工作电压.
研究的目的:
- 开发用于集成微系统的超高压水性平面不对称微型超级电容器 (AMSC).
- 用一种新型缩凝电解质研究MXene和MnO2电极的性能.
- 为了证明这些AMSC在自给自足的微电源中的潜力.
主要方法:
- 使用MXene (Ti3C2Tx) 作为负电极和MnO2纳米片作为正电极制造不对称的微型超级电容器 (AMSC).
- 使用高度缩的LiCl-凝准固态电解质.
- 测试设备性能,包括电压窗口,能量密度和机械灵活性.
主要成果:
- 为MXene//MnO2-AMSCs实现了高达2.4V的超高工作电压.
- 达到53mWhcm−3.3的超高体积能量密度.
- 在连接的包装中表现出卓越的机械灵活性和性能统一性.
- 成功地将AMSC与太阳能电池集成在一起,用于同时收集,储存和转换能源.
结论:
- 开发的高度缩的电解质有效地扩大了水性MXene基MSC的电压窗口.
- MXene//MnO2-AMSC为高能量密度,安全和灵活的微电源提供了一个有前途的解决方案.
- 这些发现为自给自足的集成微系统铺平了道路,这些集成微系统由先进的能量存储设备提供动力.
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