Pseudokapaciczne magazynowanie energii o ultra-wysokiej stopie w dwuwymiarowych węglikach metalowych przejściowych

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

Dwuwymiarowe węgliki metalowe przejściowe (MXENES) mogą zapewnić większą objętość i pojemność powierzchniową niż węgiel, polimery przewodzące lub tlenki metali przejściowych przy prędkościach zamiatających poza prędkościami konwencjonalnych kondensatorów podwójnych warstw. Naukowcy potwierdzili, że różne strategie projektowania elektrod wpływają na pojemność MXENE w pobliżu okna napięcia teoretycznego, a także wykazali, że rozszerzone okno napięcia można uzyskać nie tylko w szklistym węglu, ale także w innych zastosowaniach kolektora płynu. Struktura elektrody makroporowatej może zachować doskonałe wartości pojemności, gdy szybkość ładowania i rozładowania wynosi tak wysokie, jak 1 V/s, co przekracza zgłoszone wartości superkapacytorów węgla. Elektroda hydrożelowa wykazała pojemność objętościową do 1500F/cm3 i pojemność powierzchni 4F/cm2. To badanie pokazuje, że pseudorapacytors mogą utrzymać doskonałą wydajność przy zamiataniu prędkości powyżej 10 V/s i mogą być wykorzystywane jako urządzenia do pozyskiwania energii i magazynowania. Ponadto można zrealizować optymalizację materiałów i struktur kompozytowych oraz uzyskać więcej nowych możliwości w dziedzinie elektrochemicznego pozyskiwania energii, konwersji i magazynowania.