酸性"盐中的水"电解质使得基于碳化物MXene的高能对称超级电容器成为可能
Chengzhi Yuan1,2, Chaofan Chen3, Zhiwei Yang1
1College of New Materials and New Energy, Shenzhen Technology University, Shenzhen, Guangdong 518118, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 7, 2024
概括
研究人员开发了一种酸性"盐中的水"电解质,以提高碳化物MXene (Ti3C2Tx) 超级电容器的能量密度. 这一创新使能量密度增加了一倍,并提高了先进的储能应用的稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 碳化MXene (Ti3C2Tx) 在酸性电解质中具有很高的电容性,但在正电位下稳定性不佳,限制了对称超级电容器中的能量密度.
- 现有的"盐中的水"电解质扩大了MXene的操作窗口,但在酸性介质中降低了电容.
研究的目的:
- 开发一种新型的电解质,可以提高基于Ti3C2Tx的对称超级电容器的稳定性和能量密度.
- 研究一种酸性"盐中的水" (AWIS) 电解质在提高超级电容器性能方面的潜力.
主要方法:
- 使用硫酸和和化的酸性"盐中的水" (AWIS) 电解质的配方.
- 基于Ti3C2Tx的对称超级电容器的电化学表征,使用AWIS电解质.
- 评估设备性能,包括电压窗口,特定电容,能量密度和周期寿命.
主要成果:
- AWIS电解质成功地将对称超级电容器的工作电压窗口扩展到1.1V.
- 获得了高特异电容112.34 F g−1,这归因于质子还氧化活性.
- 该对称装置显示了能量密度的翻倍 (19.1 Wh kg-1) 和出色的电容保持率 (96.3%在10,000个循环后).
结论:
- 开发的AWIS电解质显著提高了Ti3C2Tx对称超级电容器的能量密度和稳定性.
- 设计稳定和氧化还原活性电解质对于实现基于MXene的高能超级电容器至关重要.
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