Yury Gogotsis nya bok Nature !!

Efter en artikel om TI3C2 publicerad i Science förra året rapporterade Yury Gogotsi, en ultrahög volymspecifik kapacitet TI3C2 Supercapacitor, i Nautre i år. Tidigare vetenskap har endast kunnat uppnå hög volymspecifik energi i tunn filmform. Detta arbete tillhandahåller en metod för att producera ett tvådimensionellt material som kallas Play-DOH, som kan göras till en mängd olika former på begäran samtidigt som han bibehåller sin ultrahöga volymspecifika energi, som lovar för industriella tillämpningar.

Säkra och kraftfulla energilagringsenheter blir allt viktigare. Laddningstider på sekunder till minuter, med krafttätheter som överstiger de för batterier, kan i princip tillhandahållas av elektrokemiska kondensatorer i Särskilt, pseudokapacitorer 1,2. Ny forskning har främst fokuserat på att förbättra den gravimetriska prestanda för elektroderna i sådana system, men för bärbar elektronik och fordon är volymen en premium 3. De bästa volymetriska kapacitanserna för kolbaserade elektroder är cirka 300 farader per kubikcentimeter 4,5; Hydratiserad ruteniumoxid kan nå kapacitanser på 1 000 till 1 500 farader per kubikcentimeter med stor cyklerbarhet, men endast i tunna filmer 6. Nyligen elektroder gjorda av tvådimensionell titankarbid (Ti 3 C2, en medlem av familjen "Mxene"), producerad genom etsning av aluminium från titanaluminiumkarbid (Ti 3 ALC 2, A
"Max" -fas) i koncentrerad hydrofluorsyra har visat sig ha volymetriska kapacitanser på över 300 farader per kubikcentimeter 7,8.
Här rapporterar vi en metod för att producera detta material med hjälp av en lösning av litiumfluorid och saltsyra. Det resulterande hydrofila materialet sväller i volym vid hydratiserad och kan formas som lera och torkas till ett mycket ledande fast ämne eller rullas in i filmer tiotals mikrometer tjocka. Tillsatsfria filmer av denna titankarbid "lera" har volumetriska kapacitanser på upp till 900 farader per kubikcentimeter, med utmärkta cyklerbarhet och hastighetsprestanda. Denna kapacitans är nästan dubbelt så stor som vår tidigare rapport 8, och vår syntetiska metod erbjuder också en mycket snabbare väg till filmproduktion samt undvikande av hantering av farlig koncentrerad hydrofluorinsyra.