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MXene材料成為儲(chǔ)能新興領(lǐng)域 可擴(kuò)大儲(chǔ)能容量 提高充電速度

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1191次  |  2020年03月23日  

2012年之后,有一種材料開始得到重視,那就是MXene材料。這是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物和金屬氮化物材料,其外形類似于片片相疊的薯片。這種材料可以廣泛用于能源和光學(xué)等領(lǐng)域,也是儲(chǔ)能科學(xué)家們感興趣的一個(gè)新興領(lǐng)域。


(來(lái)源:微信公眾號(hào)“微鋰電” ID:V-lidian作者:蔡雅倩)


MXene材料的化學(xué)式為Mn+1AXn,其中(n = 1–3),M代表早期過渡金屬,比如Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr或者M(jìn)o;A通常代表第三主族和第四主族化學(xué)元素;X代表C或N元素。


近日,德國(guó)柏林亥姆霍茲中心(HZB)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),MXene材料將極大地提高鈦基“MXene”假電容的儲(chǔ)能能力,能制造出充電速度更快的電池。


科學(xué)家們?cè)贐ESSY同步加速器設(shè)備上研究了基于碳的MXene Ti3C2Tx材料,使用軟X射線吸收光譜分析了材料在真空和水溶液中的樣品。分析結(jié)果表明,在MXene層中插入尿素分子會(huì)使材料的電化學(xué)性能發(fā)生顯著變化,可以新增材料56%的儲(chǔ)能容量,原因是因尿素的存在所引起的表面化學(xué)變化。


雖然目前來(lái)看,對(duì)MXene材料的研究還處于早期階段,但在儲(chǔ)能領(lǐng)域,這種材料已經(jīng)顯示出作為“偽電容器”的潛力,即將鋰離子電池的巨大儲(chǔ)能能力與超級(jí)電容器的快速充放電時(shí)間相結(jié)合。


科學(xué)家表示,還可以通過X-PEEM(光電子顯微技術(shù))觀察Ti3C2Tx MXene表面的鈦原子的氧化狀態(tài)。當(dāng)尿素存在時(shí),這種氧化態(tài)更高,可能有助于存儲(chǔ)更多的能量。

原標(biāo)題:MXene材料成為儲(chǔ)能新興領(lǐng)域 可擴(kuò)大儲(chǔ)能容量 提高充電速度


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