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華中科技大學Ming Xu課題組--最大化MXene結-碳納米管復合電極中的離子傳輸以實現高速電化學能量存儲
       改善電化學能量存儲設備的電極中離子的傳輸性,對于電荷存儲和倍率性能至關重要。尤其在低工作溫度下,有機電解質中離子遷移的動力學很慢。本文中,我們報告了一種新型的MXene-碳納米管(CNT)復合電極,該電極可最大程度地提高離子的可及性,從而在低溫下具有出色的倍率性能。通過使用特別設計的CNTs打結,打破MXene Ti3C2二維層的常規水平排列,可以改善低溫下的離子輸運。打結CNTs中大而打結狀的結構阻止了Ti3C2薄片的重新堆積,并形成快速的離子傳輸路徑。在10 mV s-1至10 V s-1的寬掃描速率范圍內,帶有MXene結的CNT復合電極可在有機電解質中實現高電容(高達130 F g-1 (276 F cm-3)),并具有高電容保持率。該研究也是第一個在低溫(低至- 60°C)下使用MXene基超級電容器的報告。
 
  
Fig. 1 MXene結-CNT復合電極的設計,可實現有效的離子傳輸。
 
 
Fig. 2 打結的CNT和打結MXene-CNT復合電極的特性。
 
  
Fig. 3 有機混合電解質中MXene結-CNT復合電極的電化學分析。
 
 
Fig. 4 不對稱全電池的電化學測試。
 
        相關研究成果于2020年由華中科技大學Ming Xu課題組,發表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-19992-3)上。原文:Maximizing ion accessibility in MXene-knotted carbon nanotube composite electrodes for high-rate electrochemical energy storage。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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