Cation-induced Ti3C2Tx MXene hydrogel for capacitive energy storage

插层(化学) 电解质 超级电容器 电化学 材料科学 电容 扩散 储能 电容感应 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 电极 自愈水凝胶 化学 无机化学 高分子化学 电气工程 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 计算化学 热力学 量子力学
作者
Zhirong Zhang,Zhongping Yao,Yang Li,Songtao Lu,Xiaohong Wu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:433: 134488-134488 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134488
摘要

To date, Ti3C2Tx MXene has been a promising candidate for energy storage field, however the construction of 3D MXene hydrogel with their inherent hydrophilicity and high conductivity remains a challenge. Herein, a series of Ti3C2Tx MXene hydrogel was fabricated successfully via a facile and fast cation-induced strategy. Typically, the formation of hydrogel is stem from the quick cross-linking of Ti3C2Tx nanosheets, accompanying with the intercalation of high-concentration cation between the layers. Characterization analyses have demonstrated that the cation-induced Ti3C2Tx hydrogel possesses 3D porous structure and controllable basal spacing, which could synergistically facilitate fast diffusion of electrolyte ions and accessibility of electrochemical active sites. Density functional theory (DFT) calculation shows that larger hydrated radii and more intercalated cation are favorable for the expansion of basal spacing thermodynamically. As a result, the excellent capacitance and high rate-capability are both realized in cation-induced Ti3C2Tx hydrogels. Especially, as-synthesized Al-Ti3C2Tx hydrogel delivery a remarkable capacitance of 675F/g at 1 A/g, along with a specific energy density of 46 Wh/kg when the power density is 349 h/kg, which is superior to the previous reported Ti3C2Tx electrodes. Besides, the well-designed H-Ti3C2Tx hydrogel still achieves 206F/g capacitance when the scan rate is up to 1 V/s, and it could withstand 5000 cycles with only 8% loss of capacitance. This work not only illuminates a straightforward way to construct high-performance MXene electrode for capacitive energy storage, but also provides a new guideline over the manipulation of interlayer spacing and morphology of 2D colloid materials.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
彭于晏应助Jinnianlun采纳,获得20
刚刚
四夕完成签到 ,获得积分10
刚刚
大饼卷肉完成签到,获得积分10
3秒前
cc完成签到 ,获得积分10
3秒前
闲之野鹤完成签到 ,获得积分10
10秒前
harmy完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小宇哥LB完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
美好凝莲发布了新的文献求助10
15秒前
芒果完成签到,获得积分10
16秒前
于忠波发布了新的文献求助10
18秒前
Byla完成签到,获得积分10
18秒前
yifei完成签到,获得积分20
19秒前
22秒前
25秒前
浅笑暖暖完成签到 ,获得积分10
25秒前
WAM完成签到,获得积分20
26秒前
想吃芝士焗饭完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
34秒前
小丸子呀完成签到 ,获得积分10
34秒前
34秒前
sjsuA发布了新的文献求助10
38秒前
YCampion完成签到,获得积分10
39秒前
你在说神马完成签到 ,获得积分10
39秒前
phz发布了新的文献求助10
39秒前
ZhangDaying完成签到 ,获得积分10
39秒前
美好凝莲完成签到,获得积分10
39秒前
HGQ发布了新的文献求助10
41秒前
任性眼睛完成签到,获得积分10
42秒前
飞上草完成签到,获得积分10
43秒前
phz完成签到,获得积分10
46秒前
48秒前
49秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
49秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 1500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2469149
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2136380
关于积分的说明 5443272
捐赠科研通 1860897
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925512
版权声明 562701
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495111