Pseudokapacitive Energiespeicherung von ultrahohen Raten bei zweidimensionalen Übergangsmetallcarbiden

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

Zweidimensionale Übergangsmetallcarbide (Mxene) können ein höheres Volumen- und Flächenkapazität bieten als Kohlenstoff, leitende Polymere oder Übergangsmetalloxide bei kieseltrigen Geschwindigkeiten, die über denen herkömmlicher Kondensatoren der Doppelschicht hinausgehen. Die Forscher bestätigten, dass unterschiedliche Strategien für Elektrodendesign die Kapazität von MXen in der Nähe des theoretischen Spannungsfensters beeinflussen, und zeigten auch, dass das verlängerte Spannungsfenster nicht nur in glasigen Kohlenstoff, sondern auch in anderen Flüssigkeitskollektoranwendungen erhalten werden kann. Die makroporöse Elektrodenstruktur kann hervorragende Kapazitätswerte beibehalten, wenn die Lade- und Entlastungsrate bis zu 1 V/s beträgt, was die gemeldeten Werte von Kohlenstoff -Superkondensatoren überschreitet. Die Hydrogelelektrode zeigte eine Volumenkapazität von bis zu 1500F/cm3 und eine Flächenkapazität von 4F/cm2. Diese Studie zeigt, dass Pseudorapacitors bei schwachenden Geschwindigkeiten über 10 V/s hervorragende Leistung aufrechterhalten und als Energieernte- und Lagergeräte verwendet werden können. Darüber hinaus ist es möglich, die Optimierung von Verbundwerkstoffen und -strukturen zu realisieren und auf dem Gebiet der Ernte, Umwandlung und Lagerung der elektrochemischen Energie mehr neue Möglichkeiten zu erhalten.