在這里，我們是第一個通過將水和乙腈與由乙酰胺和高氯酸鋰組成的典型DES電解質混合來開發(fā)深共溶共溶劑（DES）系統(tǒng)的人。共溶劑的添加不僅解決了DES的高粘度和低電導率的問題，而且還提供了一些獨特的性能。例如，水的存在改善了DES電解質的阻燃性。相反，添加乙腈可進一步改善離子電導率，而不會損害寬的電化學穩(wěn)定性窗口（ESW）。研究了DES中助溶劑的量以及助溶劑之間最佳摩爾比的影響。當乙腈與水的摩爾比為4.4：1時，雜化DES表現(xiàn)出最佳的物理性能，包括寬的ESW（2.55 V），優(yōu)異的電導率（15.6 mS cm-1）和低粘度（5.82 mPa·s）。此外，已經(jīng)進行了一系列的光譜測量以了解電解質組分之間的相互作用。發(fā)現(xiàn)水分子與Li+離子具有很強的配位作用，并且這種相互作用不受乙腈分子存在的影響。另一方面，我們已經(jīng)證明了使用由1T-MoS2和還原氧化石墨烯（rGO）組成的水凝膠作為超級電容器的電極材料。該水凝膠繼承了rGO水凝膠的多孔結構和1T-MoS2的高電導率。最后，通過使用混合DES和水凝膠分別作為電解質和電極來制造高壓對稱超級電容器。經(jīng)過優(yōu)化的超級電容器可在2.3 V的寬工作電壓下工作，并在1164 W kg-1的功率密度下達到31.2 Wh kg-1的最大能量密度。此外，該器件在20,000次循環(huán)后顯示出91％的電容保持率。
相關研究成果于2021年由東海大學Tsung-Wu Lin課題組，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126706）上。原文：Optimization of acetonitrile/water content in hybrid deep eutectic solvent for graphene/MoS2 hydrogel-based supercapacitors。
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