Ультра-высокое содержание псевдокапакативной энергии в двухмерных переходных металлах

(Nature Energy, 2017, doi: 10.1038/nenergy.2017.105)

Двумерные карбиды переходных металлов (MXENES) могут обеспечить более высокую емкость объема и площадь, чем углерода, проводящие полимеры или оксиды переходных металлов на подметающих скоростях, выходящих за рамки обычных двойных конденсаторов. Исследователи подтвердили, что различные стратегии проектирования электродов влияют на емкость Mxene вблизи теоретического окна напряжения, а также показали, что расширенное окно напряжения может быть получено не только в стеклянном углероде, но и в других применениях коллектора жидкости. Структура макропористого электрода может сохранять превосходные значения емкости, когда скорость зарядки и разряжения достигает 1 В/с, что превышает сообщенные значения углеродных суперконденсаторов. Электрод гидрогеля показал объемную емкость до 1500F/см3 и емкость площади 4F/см2. Это исследование показывает, что псевдорапациторы могут поддерживать превосходную производительность на скорости на 10 В/с и могут использоваться в качестве устройств для сбора энергии и хранения. Более того, можно реализовать оптимизацию композитных материалов и структур и получить больше новых возможностей в области сбора, преобразования и хранения электрохимической энергии.