Confined Hydrothermal Assembly of Hierarchical Porous MXene/RGO Composite Fibers with Enhanced Oxidation Resistance for High‐Performance Wearable Supercapacitors

超级电容器 材料科学 复合数 热液循环 多孔性 可穿戴计算机 纳米技术 化学工程 复合材料 电化学 电极 计算机科学 化学 嵌入式系统 工程类 物理化学
作者
Xupu Jiang,Ting Ding,Jiaxin Quan,Rui Wang,Wanfei Li,Min Li,Chuntao Lan,Wujun Ma,Meifang Zhu
出处
期刊:Small [Wiley]
被引量:6
标识
DOI:10.1002/smll.202412378
摘要

Abstract MXene fibers have emerged as a promising material for energy storage applications due to their exceptional electrical conductivity and surface chemistry. However, the inherent challenges of oxidation instability and severe restacking of MXene nanosheets significantly limit their practical applications in flexible energy storage devices. Here, an innovative confined hydrothermal strategy combined with chemical crosslinking to construct 3D hierarchical porous MXene/reduced graphene oxide (RGO) composite fibers is reported. This rationally designed architecture effectively prevents MXene stacking while creating efficient ion transport channels. Notably, thiourea serves dual roles as both a chemical cross‐linker and selective reducing agent, while RGO nanosheets act as physical barriers, synergistically enhancing the composite's oxidation resistance. The optimized composite fiber exhibits outstanding electrical conductivity (862.2 S cm −1 ), mechanical strength (93.1 MPa), and remarkable oxidation resistance (90.5% conductivity retention after 60 days). The assembled solid‐state supercapacitor achieves excellent mechanical flexibility, superior cycling stability, and impressive energy density (13.5 mWh cm −3 ) and power density (1.9 W cm −3 ). This work provides a novel and effective strategy for developing high‐performance flexible wearable energy storage devices.
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