层次的NiGa-LDH/Ti₃C₂T_xMXene复合材料用于提高性全固态储能容量的容量

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:

• 全固态超级电容器 (SCs) 正在引起人们对高能量和功率密度的安全能量存储的兴趣.
• MXene纳米材料提供了出色的氧化还原特性,大表面积和高导电性,用于储能.
• 层状双氧化物 (LDH) 以其纳米结构,离子通道和高特异电容而闻名.

研究的目的:

• 通过将NiGa-LDH纳米片与Ti3C2Tx MXene集成来制造一种全新的全固态不对称超级电容器 (AASC).
• 通过这种复合材料来提高超级电容器的储能性能.
• 通过密度功能理论 (DFT) 提供对材料性质的理论见解.

主要方法:

• 使用热水合成将NiGa-LDH纳米片与Ti3C2Tx MXene集成.
• 使用NiGa-LDH/Ti3C2Tx MXene和活性炭 (AC) 制造一个全固态不对称的超级电容器.
• 进行密度功能理论 (DFT) 计算来分析电子结构和离子吸附.

主要成果:

• NiGa-LDH/Ti3C2Tx MXene复合物在1 mA cm-2.2时达到618.66 F g-1的特定电容.
• 该材料在5000个循环后在1 mA cm-2.2下显示了93.75%的电容保留.
• 非对称超级电容器的能量密度为20 Wh kg-1和功率密度为400 W kg-1.

结论:

• 整合NiGa-LDH与Ti3C2Tx MXene显著提高了超级电容器的性能.
• 开发的全固态非对称超级电容器提供了有前途的能量和功率密度.
• DFT研究证实了该材料在先进的储能应用中的潜力.