一颗山楂引发的“头脑风暴

10月13日消息，颗引又到了一年一度的双11购物活动，各大电商平台将推出多种促销折扣，也是不少人等待已久的购物节点。

MXenes是一类具有金属导电内核和类过渡金属氧化物表面的二维层状碳化物或者氮化物，山楂这种特殊的结构赋予其超高的电化学性能，山楂比如Ti3C2Tx MXene水凝胶体积比容量可高达1500Fcm-3。电化学测试发现，头脑当Ti3C2Tx MXene与PANI或者PEDOT:PSS复合后，头脑复合薄膜的耐电化学氧化能力显著增强，这主要是由于复合材料更高的功函数引起的稳定性的增加。

风暴本文由YuryGogotsi团队供稿。基于纯 Ti3C2Tx负极和PANI@M-Ti3C2Tx复合正极的非对称赝电容器最高体积能量密度高达50.6WhL-1，颗引即使在超高的功率密度127 kWL-1下，颗引体积能量密度依旧有24.4WhL-1。引言赝电容电容器是一种介于电池和双电层电容器之间的储能设备，山楂其通过表面氧化还原反应或者离子插层来实现电化学能源的存储，山楂不受扩散控制的制约，因而具有更高的功率密度和循环稳定性，近些年来受到越来越多的关注。

团队研究人员首先以PS球为模板制备了3DTi3C2Tx薄膜，头脑通过浇筑聚苯胺 (PANI) 并机械压缩后，得到自支撑PANI@M-Ti3C2Tx复合薄膜。此外，风暴由于PANI的高比容量和Ti3C2Tx的高电导性，风暴PANI@M-Ti3C2Tx复合正极在3MH2SO4电解液中表现出创纪录的体积比容量 (10mVs-1下1632Fcm-3) 和倍率性能 (5000mVs-1下827Fcm-3)。

最后，颗引研究人员以机械压缩后的Ti3C2Tx (M-Ti3C2Tx)为负极，以PANI@M-Ti3C2Tx为正极，构建了一个超高性能的非对称赝电容器。

该研究表明，山楂通过将MXene与具有氧化还原活性且功函数更高的材料复合，可使MXene在正向电压下稳定工作。头脑下面就来看看作者是如何像组装乐高积木一样一步步将概念设计实现的。

作者将装置的高能量密度和优良的倍率性能，风暴主要归功于装置Mg离子体系中拓展的电压范围和VN负极上良好Mg离子电荷的赝电容存储行为。VN中V3+和V2+分别对应着稳定的氧化价态和相对稳定的还原价态，颗引当Mg2+离子插入VN晶格时，活性材料中正电荷的增加就会发生电荷补偿。

而且，山楂经过多次的蹂躏之后，太阳能柔性集成单元还是可以保有85%以上的电容保持率，说明这个柔性集成单元在实际应用中具有良好的灵活性。这就可以进一步证实优秀的太阳能充电系统是由于GaAs太阳能电池的高转换效率(25.88%)和ASC的高能量转换效率(67.90%)，头脑对比其他的集成系统的效率可以更加显著的得出结论。