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由软化木材支撑的 3D 抗氧化 MXene 电极可用于高性能柔性超级电容器

Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2024-07-04 , DOI: 10.1016/j.cej.2024.153739
Sailing Zhu , Mingzhe Chen , Shaowei Wang , Yiying Yue , Shaohua Jiang , Qinglin Wu , Huining Xiao , Shuijian He , Jingquan Han


随着新兴电子产品的快速发展,MXene材料在开发用于储能设备的高性能电极方面具有巨大潜力。然而,MXenes通常存在严重的自堆积、机械脆性和易氧化性,极大地限制了其进一步的应用。在此,提出了一种简单而有效的策略,通过构建 3D 多孔且抗氧化的 MXene-抗坏血酸/柔性木材电极(MVFW)来解决上述挑战。 FW作为一种柔软的多孔框架,解决了MXenes的自堆积和机械脆性问题,确保了连续的导电路径和快速的离子传输。抗坏血酸(VC)的引入进一步抑制MXenes的重新堆积并保护它们免受氧化,提高活性位点/离子的可及性和电极的抗氧化稳定性(即使在2个月后电容保持率为70%)。这种电极具有固有的柔韧性,具有显着的拉伸强度(0.66 MPa)和韧性(0.96 MJ m−3)、优异的导电性(5.4 S cm−1)、大面积电容(5 mA cm−2 时为1301 mF cm−2) )和高倍率性能(75%)。对称柔性超级电容器表现出显着的能量密度(139.7 μW cm-2 时为 13.9 μWh cm-2),并且在 10,000 次循环或在不同角度(30°、90° 和 120°)弯曲后具有良好的稳定性。这项研究为下一代可穿戴能源设备开发柔性、多孔和抗氧化 MXene 电极开辟了一条有希望的道路。




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更新日期:2024-07-04
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