香港城市大学
学分:香港城市大学
二维MXene已经成为能源世界的一颗新星，因为这种材料可以快速储存能量
但是它们不稳定的电压输出限制了它们的应用
由香港城市大学(CityU)科学家领导的合作研究团队最近通过使用高压扫描策略，开发了具有稳定电压输出和高能量密度的电池状电化学Nb2CTx MXene电极
这些最新发现可能会在发明下一代强大电池方面带来突破
该研究由智春义教授和博士助理教授共同领导
材料科学与工程系的范军
MSE主席陈芙荣教授也为这项研究做出了巨大贡献
这一发现发表在科学杂志《Joule》上，标题为“Nb2CTx MXene阴极在水电解质中由高压扫描引起的固有电压平台”
" 能源世界的后起之秀 MXene是二维纳米材料的一个大家族，近十年来一直是2D材料在储能领域的研究热点
由于优异的电子导电性和大的表面积，MXene具有快速的表面氧化还原特性，并显示出高速率的能量储存
但MXene储能最大的挑战是所有报道的MXene电极都缺乏明显的放电电压平台，这意味着它们以快速下降的输出电压放电
这一缺点恶化了Mxene的能量密度和在期望的高电压区域的稳定能量输出，导致有限的能量密度，通常小于100 Wh kg-1
学分:香港城市大学 为了克服能量输出不稳定的问题，由城市大学领导的研究团队成功开发了电池型Nb2CTx MXene电极
研究小组通过将电压窗口从2
0V至2
4V
在高达2
4V时，Nb2CTx MXene电极显示出典型的电池型特征，不同于低压下的电极和其他先前报道的MXene系统
使用高压扫描策略时表现出的优越性能 他们发现Nb2CTx/Zn电池在高电压扫描下可以表现出优异的倍率性能、持久的循环性能和高能量密度
更重要的是，他们成功地为MXene配备了1
55V以提高它们的能量密度
在所有146个含水Mxene电极中的创纪录水平的能量密度
7wh·kg-1，63%来自高原地区
它打破了MXene设备的性能瓶颈
“没有明显的电压平台会降低MXene电极的容量和能量密度，这限制了它们作为高性能电池的潜力
我们的工作成功地勾勒出了一条高效的路线，通过高压扫描方法实现了具有不同放电电压平台的高能量密度MXene电极，这极大地改善了MXene电极的电化学性能，”支教授说
支教授相信这些发现将会激励更多的研究者去探索MXene家族未被揭示的电化学性质
“二维MXene具有快速表面氧化还原和高速储能的特点，具有突出的储能性能
有了稳定的电压输出和大大增强的能量密度，基于MXene的储能设备离实际应用的目标又近了一步，”他说
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