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 物理 量子力学 热力学 工程类 计算化学
作者
Zhirong Zhang,Zhongping Yao,Yang Li,Songtao Lu,Xiaohong Wu,Zhaohua Jiang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:433: 134488-134488 被引量:83
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
老小孩完成签到 ,获得积分10
1秒前
IyGnauH完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
叫什么都行完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
年轻的觅风完成签到,获得积分10
7秒前
Mario发布了新的文献求助10
7秒前
思源应助xh采纳,获得10
8秒前
板凳发布了新的文献求助10
9秒前
星星完成签到,获得积分10
9秒前
小马甲应助桑榆采纳,获得10
10秒前
去晒月亮完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
妍宝贝完成签到 ,获得积分10
12秒前
一一发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
ooo完成签到 ,获得积分10
14秒前
鄂坤发布了新的文献求助10
14秒前
huxinshinn应助小医采纳,获得10
15秒前
伯赏秋白发布了新的文献求助50
16秒前
niuya发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
直率万宝路完成签到,获得积分10
17秒前
你嵙这个期刊没买完成签到,获得积分10
17秒前
Effyyy发布了新的文献求助30
18秒前
fawr完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
南楼小阁主完成签到,获得积分10
19秒前
乐乐应助yz采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604031
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688850
关于积分的说明 14856729
捐赠科研通 4696120
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541105
邀请新用户注册赠送积分活动 1507256
关于科研通互助平台的介绍 1471832