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超轻材料与表面技术教育部实验室闫俊教授在Advanced Functional Materials 上发表研究论文

发布时间:2017-07-01  浏览次数:2129


为了有效抑制MXene的团聚,哈尔滨工程大学闫俊教授团队和美国德雷塞尔大学Yury Gogotsi教授团队合作,以带正电荷的还原氧化石墨烯(rGO)和带负电荷的Ti3C2 MXene纳米片为原料,采用静电层-层自组装法制备出具有良好导电性、高密度MXene/rGO柔性复合薄膜,作为超级电容器电极材料,表现出优越的电化学性能。制备的复合材料有效抑制了石墨烯和MXene纳米片的自团聚,保持了超高的电导率(2261 S/cm)和较高的密度(3.1 g/cm3)。同时,MXene片层间的石墨烯纳米片起到了导电层间支撑剂的作用,有效增大了MXene片层间的距离,为电解液离子的快速传输提供了高速通道,保证了高倍率性能。

AFM-yanjun

作为超级电容器电极材料,该MXene/rGO柔性薄膜显示出超高的体积比容量(1040 F/cm3 @ 2 mV/s),当扫速增大到1 V/s时电容保持率为61%,远远高于纯MXene(28%)。此外,柔性薄膜显示出良好的电化学循环稳定性,20000次循环后比容量几乎没有衰减。基于MXene/rGO柔性薄膜的对称电容器在水性体系下具有超高的体积能量密度(32.6 Wh/L)和体积功率(74.4 kW/L)。

由于良好的电化学性能和独特的复合结构,研究人员深信该工作将不仅为设计与开发柔性MXene材料提供了新思路,而且为未来对高体积容量、高倍率储能材料的需求提供了材料保障。相关研究工作已发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201701264)上。


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