Ultrahög hastighet pseudokapacitiv energilagring i tvådimensionella övergångsmetallkarbider

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

Två-dimensionella övergångsmetallkarbider (MXENES) kan ge högre volym och arekapacitans än kol, ledande polymerer eller övergångsmetalloxider med svepande hastigheter utöver de för konventionella dubbelskiktskondensatorer. Forskarna bekräftade att olika elektroddesignstrategier påverkar kapacitansen för MXen nära det teoretiska spänningsfönstret och visade också att det utökade spänningsfönstret kan erhållas inte bara i glasartat kol, utan också i andra flytande samlarapplikationer. Den makroporösa elektrodstrukturen kan behålla utmärkta kapacitansvärden när laddnings- och urladdningshastigheten är så hög som 1V/s, vilket överskrider de rapporterade värdena för kolsuperkapacitatorer. Hydrogelelektroden visade en volymkapacitans på upp till 1500F/cm3 och en arekapacitans av 4F/cm2. Denna studie visar att pseudorapacitors kan upprätthålla utmärkta prestanda med svepande hastigheter över 10V/s och kan användas som energikörning och lagringsenheter. Dessutom är det möjligt att inse optimering av kompositmaterial och strukturer och få fler nya möjligheter inom området elektrokemisk energikörning, omvandling och lagring.