限制MXene/MnO2的3D纤维素网络使高性能纤维状Zn离子电容器的柔性湿微纤维成为可能
Song Wei1, Caichao Wan2, Qiongtao Huang2
1College of Materials Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, PR China; Christopher Ingold Laboratory, Department of Chemistry, University College London, London WC1H0A, UK.
International journal of biological macromolecules
|August 4, 2024
概括
研究人员使用可持续纤维素开发出灵活,高性能纤维状Zn离子电容器 (FSZICs). 这些导电纤维为先进的可穿戴电子产品提供出色的机械强度和电化学稳定性.
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:
- 纤维状Zn离子电容器 (FSZICs) 由于灵活性和能量密度,对可穿戴电子产品来说是有前途的.
- 开发可持续的,低成本的导电纤维,具有高机械性能,用于FSZIC阴极仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 使用再生纤维素 (RC) 为FSZICs创建一种新的导电纤维阴极.
- 为了提高FSZIC用于可穿戴应用的机械和电化学性能.
主要方法:
- 通过可扩展的湿工艺制造基于RC的导电微纤维.
- 在3D纳米多孔RC结构中均嵌入MXene和MnO2.
- 纤维机械性能 (拉力强度,扬模量) 和电化学性能 (电容,能量密度,循环稳定性) 的表征.
主要成果:
- 由于其对齐的结构,混合纤维具有超高的抗拉强度 (145.83 MPa) 和模量 (1672.11 MPa).
- 基于MXene/MnO2-RC的FSZIC实现了高特异电容 (110.01 mF cm−3),能量密度 (22.0 mWh cm−3),以及出色的循环稳定性 (在5000个循环后保持90.5%).
结论:
- 再生纤维素是一种可行的,可持续的材料,用于可穿戴电子产品中的高性能导电纤维阴极.
- 开发的MXene/MnO2-RC纤维为下一代绿色和灵活的储能设备提供了一个有希望的途径.
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