Biomimetic and electrostatic self-assembled nanocellulose/MXene films constructed with sequential bridging strategy for flexible supercapacitor

纳米纤维素 超级电容器 桥接(联网) 纳米技术 材料科学 纤维素 化学工程 化学 电容 工程类 计算机科学 电极 计算机网络 物理化学
作者
Shaowei Wang,Yuanyuan Ma,Sailing Zhu,Haoyu Ma,Yiying Yue,Qinglin Wu,Huining Xiao,Jingquan Han
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:495: 153552-153552 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.153552
摘要

Despite the two-dimensional titanium carbide MXene (Ti3C2Tx) has shown promising applications in energy storage, the inherent self-stacking and weak connectivity among nanosheets present a challenge in manufacturing robust MXene films for emerging flexible supercapacitors. Herein, inspired by the robust "soft-hard" structured exoskeletons of crustaceans, the biomimetic cellulose nanofibers (CNFs)/MXene-Al (CM-Al) film with integrated high mechanical toughness, electroconductivity and electrochemical behavior, sequential bridging with hydrogen and ionic bonds, is crafted via the facile electrostatic self-assembly strategy. The embedded CNFs guide the in-plane orientation of MXene through hydrogen bonding, forming a "soft-hard" microstructure and dramatically enhancing the mechanical toughness of CM-Al. The rigid ionic bonds established between the oxygen-containing groups on CNFs and MXene with Al3+ further elevate the mechanical strength (163.88 MPa) and act as additional electron transfer channels to impart the reinforced electroconductivity (82.63 S cm−1). Benefiting from the more active site exposure induced by the expanded MXene layer spacing after CNFs embedding and the weakened intrinsic resistance caused by the constructed ionic bonding, the assembled flexible quasi-solid-state symmetric supercapacitor with CM-Al as electrode delivers a high area capacitance (679 mF cm−2), energy density (16.2 μWh cm−2), cycling capability (85.3 % capacitance retention after 10,000 cycles) and intrinsic tolerance to various non-stretching deformations. Moreover, the selective principles for metal ions are summarized that involved a comprehensive consideration of ionic radius, charge density and basic chemical properties. This work demonstrates an accessible and feasible construction strategy for flexible composite films and provides an alternative pathway for wearable energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
传奇3应助xmy采纳,获得10
1秒前
shihangZhang发布了新的文献求助10
2秒前
凝心完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
6秒前
yang发布了新的文献求助10
7秒前
www完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
melenda发布了新的文献求助10
10秒前
hawaii66发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
13秒前
芋泥脑袋完成签到,获得积分10
15秒前
shihangZhang完成签到,获得积分10
15秒前
李健的小迷弟应助YIFEI采纳,获得10
16秒前
科目三应助777采纳,获得10
19秒前
仁继宪完成签到 ,获得积分10
20秒前
22秒前
YCD应助笨笨藏鸟采纳,获得10
22秒前
科研通AI5应助烂漫的寻冬采纳,获得10
23秒前
星辰大海应助melenda采纳,获得10
23秒前
小叉叉搞快点完成签到 ,获得积分10
25秒前
完美世界应助如意的书南采纳,获得10
25秒前
hulala发布了新的文献求助30
27秒前
27秒前
29秒前
30秒前
30秒前
32秒前
科研通AI2S应助土拨鼠采纳,获得10
33秒前
华小夫完成签到,获得积分10
33秒前
777发布了新的文献求助10
34秒前
高兴荔枝发布了新的文献求助10
34秒前
pluto应助清晨的小鹿采纳,获得10
35秒前
YIFEI发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
yanna发布了新的文献求助150
37秒前
hulala完成签到,获得积分20
37秒前
37秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778382
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324102
关于积分的说明 10217105
捐赠科研通 3039323
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667963
邀请新用户注册赠送积分活动 798447
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385