华中科技大学高义华在ACS Energy Letters发表重要研究成果
论论资讯 ｜ 2024-04-21 ｜
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ACS Energy Letters
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Tailoring NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/H<sup>+</sup> Co-adsorption Chemistry into h-Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub> MXene for High Load Aqueous Microsupercapacitors
Shi J.; Niu K.; Zhang L.; Chen Q.; Deng M.; Sun L.; Cheng S.; Gao Y.
Published：2024-01-01
DOI：10.1021/acsenergylett.4c00253
在当今社会，微型能源储存设备的需求日益增长，然而，目前的问题是这些设备的能量密度和功率密度极低。这主要是由于金属离子之间的强相互作用以及厚电极的堆积特性所导致的。如何解决这一问题一直是研究领域中的挑战。
研究内容
最新研究表明，通过将NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/H<sup>+</sup>共吸附化学机制引入羟基化钛 MXene（h-Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub> MXene）中，可以改善这一问题。这种共吸附机制增强了电极材料的吸附动力学。具有超高负载量的 h-Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub> MXene，呈现出地毯状形态和更多含氧功能基团，进一步提高了厚电极的性能。研究显示，这种 AMSCs 具有令人印象深刻的功率密度（16.50 mW cm<sup>-2</sup>，对应 110.91 μWh cm<sup>-2）、能量密度（394.59 μWh cm<sup>-2，对应 0.825 mW cm<sup>-2）以及循环寿命（20,000 次充放电循环后保持 92.45%）。这项研究为构建先进的 AMSCs 提供了全新的 NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/H<sup>+</sup> 共吸附机制。
研究意义
这项研究的创新点在于提出了一种全新的 NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/H<sup>+</sup> 共吸附机制，为构建先进的微型超级电容器提供了新思路。通过这种方法，我们可以改善电极材料的吸附动力学，提高能量密度和功率密度，从而为微型能源储存设备的发展带来新的可能性。
希望这篇简明易懂的文章能够让中学生更好地了解这一前沿科技研究的重要性和意义。
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