将 MXene 水凝胶从头组拆成柔性薄膜，打制紧凑型和超快超等电容器
【择要】
因为其高赝电容和高密度，独立式 MXene 薄膜有望用于紧凑的能量存储，但由最麋集布局引起的迟钝离子传输严峻拦阻了它们的倍任性能。近来，天津大学陶莹副传授团队提出了一种构建具有可调多孔布局的独立且机动的基于 MXene 的薄膜电极的重组计谋，此中从 3D 布局化水凝胶剖析的Ti3C2Tx微凝胶与差别质量比的单个Ti3C2Tx 纳米片重新组装在一路，形成麋集的 3D 网络微观标准和宏观标准的薄膜形态。
通过密度和孔隙率的精良均衡，可以最大限度地进步生产薄膜的空间使用率，从而在 2000 mV s-1 的超高扫描速率下孕育发生 736 F cm-3 的高体积电容。制造的超等电容器在0.83 kW L-1的功率密度下孕育发生了40 Wh L-1的优秀能量密度，而且纵然功率密度到达41.5 kW L-1时仍可连结21 Wh L-1的能量密度，这是迄今为止陈诉的水性电解质中对称超等电容器的最高值。更有盼望的是，重新组装的薄膜可用作柔性超等电容器的电极，体现出优秀的柔韧性和可集成性。相干论文以题为Reassembly of MXene Hydrogels into Flexible Films towards Compact and Ultrafast Supercapacitors颁发在《Advanced Functional Materials》上。
【主图导读】
图1 Ti3C2Tx 膜、RAMX 膜和微凝胶膜的制备表示图以及差别电极中离子传输的阐明，此中Ti3C2Tx 微凝胶是通太过解在 GO 的关心下形成的Ti3C2Tx水凝胶来制备的。
图2 RAMX 薄膜和参考文献的形态和布局特性。a) Ti3C2Tx 微凝胶的 SEM 图像。b) RAMX-50% 薄膜和 c) Ti3C2Tx 薄膜的横截面 SEM 图像。d) Ti3C2Tx 薄膜、RAMX 薄膜和微凝胶薄膜的 XRD 谱。e) Ti3C2Tx 薄膜、RAMX 薄膜和微凝胶薄膜的氮吸附/解吸等温线和孔径漫衍。f) 中的插图表现了放大的介孔地区。g) 薄膜的聚集密度和 SSA 与 Ti3C2Tx 微凝胶含量的干系。
图3 Ti3C2Tx 薄膜、RAMX 薄膜和微凝胶薄膜的电化学性能。在 a) 20 mV s-1 和 b) 2000 mV s-1 的扫描速率下网络的 CV 曲线。c) 在 10 到 2000 mV s-1 范畴内的扫描速率下，依据 CV 曲线盘算的电容连结率。d) 差别微凝胶含量的薄膜在 2000 mV s-1 时的重量和体积电容。e) 阳极（实心标记）和阴极（空心标记）峰值电流的对数与 Ti3C2Tx薄膜和 RAMX-50% 薄膜的扫描速率对数的干系图。f) 在开放电位下网络的奈奎斯特图。
图4 通过耦合两个雷同的 RAMX-50% 薄膜制造的对称超等电容器的电化学性能。a) 与基于Ti3C2Tx薄膜的器件相比的 CV 曲线，该器件在 2000 mV s-1 下网络。b) 从 GCD 曲线盘算的速任性能。c) 1000 mV s-1 扫描速率下的轮回稳健性。插图表现了第 1 次和第 20 000 次轮回的 CV 曲线。d) Ragone 图与之前报道的基于 MXene 的对称超等电容器的比力
图5 具有 PAM/H2SO4 电解质的柔性超等电容器的制造和性能。a) 设置装备摆设设置装备摆设 b) 的表示图和相应的数码照片。c) 柔性超等电容器在差别弯曲角度 d) 下的数码照片及其在 20 mV s-1 扫描速率下的相应 CV 曲线。e) 在电流密度 2 A g-1 下串联和并联的两个器件的 GCD 曲线。
参考文献：
doi.org/10.1002/adfm.202102874
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