便攜式光充電超級(jí)電容器作為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想電源前景廣闊。然而，超級(jí)電容器的廣泛應(yīng)用受到其能量密度不理想的阻礙。有機(jī)電極以其高比容量成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的后起之秀。在此，我們首創(chuàng)了一種靜電錨定原位聚合反應(yīng)途徑來(lái)合成MXene -有機(jī)雜化電極材料。理論計(jì)算表明，硫堇(Th)由于其較低的能級(jí)、較窄的帶隙和多活性位點(diǎn)，是最佳的接枝到贗電容2D MXene上的候選者。Th和MXene之間建立了多水平的相互作用，以防止Th溶解，抑制MXene再堆積，促進(jìn)電子在Th中積累，從而提高電解質(zhì)對(duì)離子的可及性/吸收和電極穩(wěn)定性。復(fù)合電極在1 mA cm
-2時(shí)的比容量高達(dá)4906.7 mF/cm
2;更重要的是，集成的非對(duì)稱柔性超級(jí)電容具有較高的比容量(3183.1 mF/cm
2)和較大的能量密度(1432.4 mWh/cm
2)，這三個(gè)數(shù)值在各自類別中都是最高的。將超級(jí)電容器與全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)快速充電存儲(chǔ)。
圖1. MXene-PD-Th的制備及結(jié)構(gòu)表征。
圖2. 電極材料的理論計(jì)算。
圖3. MXene及其PD- Th的結(jié)構(gòu)表征。
圖4. 電極的電化學(xué)性能測(cè)試。
圖5。研究了MXene-PD-Th的充放電機(jī)理。
圖6. MXene-PD-Th//AC的電化學(xué)性能測(cè)試。
相關(guān)科研成果由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所Kai Wang和Shengzhong Liu等人于2023年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147293）上。原文：Electrostatically anchored MXene-Thionine hybrid electrodes for a flexible supercapacitor to attain exceptional performance
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723060242?via%3Dihub
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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