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       可伸縮電子設備的發(fā)展需要發(fā)明兼容的高性能電源，例如可伸縮超級電容器和電池。在這項工作中，通過制造具有還原氧化石墨烯（RGO）的堅固、可拉伸的高性能超級電容器來創(chuàng)建復合電極，正在探索用于柔性和印刷儲能設備的二維（2D）碳化鈦（Ti₃C₂T_x）MXene。Ti₃C₂T_x/RGO復合電極結合了Ti₃C₂T_x的優(yōu)異電化學和機械性能，以及由于強大的納米片相互作用，較大的納米薄片尺寸和機械柔韌性而產(chǎn)生RGO的機械穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)摻入了50wt.％RGO的Ti₃C₂T_x/RGO復合電極減輕了在大應變下產(chǎn)生的裂紋。復合電極在承受單軸（300％）或雙軸（200％×200％）循環(huán)應變時表現(xiàn)出49 mF/cm²（約490 F/cm³和約140 F/g）的大電容，并具有良好的電化學和機械穩(wěn)定性。組裝后的對稱超級電容器的比電容為18.6 mF/cm²（約90 F/cm³和約29 F/g），可拉伸性高達300％。
  
Figure 1. 可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復合電極的制備和表征。
 
 
Figure 2. 具有不同百分比RGO的Ti₃C₂T_x MXene/RGO復合膜的機械和電氣特性。
 

Figure 3. 可拉伸Ti₃C₂T_x/RGO電極和純Ti₃C₂T_x MXene電極的電化學性能。
 

Figure 4. 雙軸可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復合超級電容器電極的電化學性能。
 

Figure 5. 具有可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復合電極和硫酸聚(乙烯醇)（H₂SO₄/PVA）凝膠電解質的可拉伸超級電容器的電化學性能。
 
      相關研究成果于2020年由杜克大學Jeffrey T. Glass課題組和密西根州立大學Changyong Cao課題組，發(fā)表在ACS Nano（doi.org/10.1021/acsnano.9b10066）上。原文：Ti₃C₂T_x MXene-Reduced Graphene Oxide Composite Electrodes for Stretchable Supercapacitors。

轉自《石墨烯雜志》公眾號：