近日，安徽大學物理與材料科學學院吳明在教授和胡海波教授在可拉伸柔性微型鋅離子超級電容器領(lǐng)域取得重要研究進展。此項研究工作展示了一種簡單有效的策略,促進了高性能離子超級電容器的發(fā)展。相關(guān)研究成果以“Synchronously manipulating Zn2+ transfer and hydrogen/oxygen evolution kinetics in MXene host electrodes toward symmetric Zn-ions micro-supercapacitor with enhanced areal energy density”為題發(fā)表在國際知名期刊《Energy Storage Materials》上。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.04.047

二價電荷的離子(如Zn2+)由于尺寸更大、庫侖相互作用更強，在MXene電極內(nèi)擴散遲緩，這是開發(fā)更高能量密度的MXene基微型超級電容器(MSCs)的一個重要挑戰(zhàn)。

基于此，吳明在教授和胡海波教授合作設(shè)計并制備了MXene/細菌纖維素纖維復合薄膜，有效地拓寬了MXene片之間的離子傳輸通道，降低Zn2+在電極內(nèi)的擴散屏障。同時，結(jié)合“反催化策略”抑制電極內(nèi)HER/OER反應動力學，將工作電壓提高到1.2 V，極大地提高了面積能量密度。此外，基于液態(tài)金屬電路，開發(fā)了一種可拉伸ZMSCs陣列，實現(xiàn)電壓和能量可控輸出，同時實驗表征和理論計算相互驗證，有力證明了可拉伸ZMSCA結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和有效性。

圖(a)MXene/BCF負極的原位拉曼光譜；(c) MXene/BCF正極的原位拉曼光譜；(b)反應機理示意圖；(d)器件在各種狀態(tài)下的照片和相應有限元模擬的應變分布圖。

本文來自“安徽大學”。

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