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       MXenes通常用于能量存儲(chǔ)應(yīng)用。然而，大的納米片和重新填充不利于離子擴(kuò)散，從而限制了其速率能力。在這里，一種制備柔性多孔MXene−M超級(jí)電容器電極的策略可以同時(shí)擴(kuò)大層間的層間距并在層中形成孔。結(jié)果表明，Ti₃C₂T_x-Mn在100 a g^-1的電流密度下循環(huán)10萬(wàn)次后仍有248 F g^-1的壽命。此外，基于Ti₃C₂T_x−Mn的對(duì)稱(chēng)全固態(tài)超級(jí)電容器的體積能量高達(dá)52.4 mWh cm⁻³，并在55.3 W cm⁻³的超高體積功率密度下保持38.4 mWh cm⁻³。我們認(rèn)為，該工作為后期MXene層間距的調(diào)控和多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了思路，可廣泛應(yīng)用于下一代高能密度和功率密度的實(shí)際應(yīng)用中。
 
圖1 (a) MXene−M (M代表Mn, Ni, Co)電極制備示意圖。Ti₃C₂Tx−Mn的TEM圖像。(b、c)高分辨率圖像;(d) Ti₃C₂T_x−Mn的SEM圖像;(f−i) Ti、C、Mn和O的Ti₃C₂T_x−Mn元素映射。
 
圖2. (a) Ti₃C₂T_x、Ti₃C₂T_x−Mn、Ti₃C₂T_x−Ni、Ti₃C₂T_x−Co的XRD譜圖;(b, c) Ti₃C₂Tx−Mn和Ti₃C₂T_x的Ti 2p和O 1s區(qū)域的高分辨率XPS光譜;(d) Ti₃C₂T_x、Ti₃C₂T_x−Mn、Ti₃C₂T_x−Ni、Ti₃C₂T_x−Co的孔徑分布曲線。
 
圖3 電化學(xué)性能測(cè)試。
 
圖4. (a) OCV下Ti₃C₂T_x和Ti₃C₂T_x−Mn電極浸泡在3m H₂SO₄中的XRD圖。(b, c) (b) Ti₃C₂T_x和(c) Ti₃C₂T_x−Mn電極在3m H₂SO₄中的電化學(xué)原位x射線衍射研究。(d) Ti₃C₂T_x−Mn電極的第四循環(huán)原位x射線衍射研究。
 
圖5 全固態(tài)對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。
  
       相關(guān)科研成果由吉林大學(xué)物理學(xué)院Yu Gao等人于2022年發(fā)表在Nano Letters (https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c04320)上。原文：Metal Ion-Induced Porous MXene for All-Solid-State Flexible Supercapacitors。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)