Unraveling the Ion-Accumulation-Induced Potential Limitations of MXene-Based Supercapacitors

超级电容器 离子 纳米技术 材料科学 化学 生化工程 电化学 工程类 电极 有机化学 物理化学
作者
Yanting Xie,Haitao Zhang,Yuanxiao Qu,Xinglin Jiang,Junfeng Huang,Xiong Zhang,Yuyu Gao,Liang Tang,Qiang Lv,Xingxing Jiao,Weiqing Yang,Zhengyou He
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:10 (1): 345-355 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.4c03296
摘要

MXenes are rising star materials for electrochemical energy storage, but their low potential window severely constrains their high-energy-density potential. When subjected to a high potential window, MXenes undergo an irreversible oxidative failure. However, the mechanisms behind this failure are not well understood. Here, we disclose a previously unreported ion-accumulation mechanism that limits the high operating potential of MXenes. Under excessive polarization at high potential, the representative MXene, Ti3C2Tx, shows oxidation behavior but a reversible electrochemical response. Spectroscopic analyses and electrochemical kinetic field simulations disclose the conformational state variation, ion flux distribution, and vertical displacement behavior of MXene electrodes, confirming that electrolyte ions predominantly accumulate at the edges of overly thick stacked MXenes, with only a limited number shuttling freely into the interior. To address this potential-limiting ion-accumulation mechanism, we develop a transferring–engraving method to build free ion-shuttling ultrathin MXenes that guarantees a 100% increase in the potential window and a high volumetric energy density of 45.7 mWh cm–3.
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
车剑锋发布了新的文献求助10
刚刚
YYYYZ发布了新的文献求助10
1秒前
英姑应助失眠的耳机采纳,获得10
1秒前
天天快乐应助Hannah采纳,获得10
1秒前
后夜完成签到,获得积分10
1秒前
7777发布了新的文献求助10
1秒前
朴素幼晴发布了新的文献求助10
2秒前
燚燚完成签到,获得积分10
2秒前
一陈天下发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
暖心人士发布了新的文献求助10
2秒前
打打应助石濑汤汤采纳,获得10
3秒前
LYZ发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
慕青应助宁静致远采纳,获得10
4秒前
4秒前
俊逸若之发布了新的文献求助10
5秒前
多情的羊完成签到,获得积分10
5秒前
鹅鹅鹅发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
斯文败类应助zhang采纳,获得10
6秒前
6秒前
池化流云应助柠檬酸采纳,获得20
6秒前
大个应助豌豆射手采纳,获得10
6秒前
7秒前
粗犷的凡儿完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
SciGPT应助天马采纳,获得10
7秒前
烂漫问枫发布了新的文献求助10
7秒前
平城落叶完成签到,获得积分10
8秒前
Ava应助yzj采纳,获得10
8秒前
Lizeth完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
zbuo发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Hazel发布了新的文献求助10
9秒前
9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
Lewis’s Child and Adolescent Psychiatry: A Comprehensive Textbook Sixth Edition 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Treatment response-adapted risk index model for survival prediction and adjuvant chemotherapy selection in nonmetastatic nasopharyngeal carcinoma 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Toughness acceptance criteria for rack materials and weldments in jack-ups 800
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6207516
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8033933
关于积分的说明 16735180
捐赠科研通 5298291
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2823034
邀请新用户注册赠送积分活动 1801949
关于科研通互助平台的介绍 1663415