重量電容和體積電容是任何超級電容器設備的兩個重要參數，但是迄今為止，在基于MXene電極的第一個品質因數方面，只有中等程度的成就。在這項研究中，借助于少量（5 wt％）的石墨烯，已采用MXene的界面逐層自組裝技術來開發(fā)基于水凝膠的超級電容器電極，該電極在三電極設置中，2 mV/s時顯示出653.7 F/g的優(yōu)異重量電容。通過簡單調整諸如膠凝時間和電解質保護的機械壓縮之類的各種條件，還可以獲得很高的面積（1442 mF cm
-2）和體積電容（約1522 F cm
-3）?？紤]到MXene在升高的膠凝溫度下易于氧化的事實，因此建立了這種純環(huán)境膠凝方案來保護其氧化還原活性鈦位點。由2D薄片網絡組成的MXene-石墨烯雜化水凝膠結構可以充分利用MXene基面上的金屬表面和氧化還原活性位，從而顯示出出色的性能指標。這些雜化水凝膠即使在工業(yè)規(guī)模的質量負載下也顯示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，這可以為其在實際設備中的應用鋪平道路。
Figure 1. MXene-石墨烯雜化水凝膠的開發(fā)方案，結構和組成性質
Figure 2. MXene-石墨烯雜化水凝膠的組成和光譜表征
Figure 3. MXene-石墨烯雜化水凝膠在三電極結構中的儲能性能
Figure 4. 對稱兩電極裝置配置中，不同膠凝時間的混合水凝膠的儲能性能
Figure 5. 電解質輔助的機械壓實水凝膠的體積儲能性能
相關研究成果于2020年由印度瓜瓦哈蒂理工學院Uday Narayan Maiti課題組，發(fā)表在Carbon（doi.org/10.1016/j.carbon.2020.07.041）上。原文：Graphene aided gelation of MXene with oxidation protected surface for supercapacitor electrodes with excellent gravimetric performance。
轉自《石墨烯雜志》公眾號：
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