A multidimensional nanostructural design towards electrochemically stable and mechanically strong hydrogel electrodes

材料科学 自愈水凝胶 聚吡咯 超级电容器 纳米纤维 电容 纳米技术 导电聚合物 电极 电解质 聚合物 化学工程 复合材料 高分子化学 聚合 化学 工程类 物理化学
作者
Wei Zhang,Jing Ma,Wenjuan Zhang,Peigen Zhang,Wei He,Jian Chen,ZhengMing Sun
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (12): 6637-6643 被引量:51
标识
DOI:10.1039/d0nr01414a
摘要

Electrically conductive hydrogels are polymeric composites that combine electroactive fillers with hydrogel networks. They offer an electrically conductive pathway for electron transfer and provide an interconnected framework for ion diffusion, as well as an extended active interface for redox reactions, being ideal frameworks to design and construct flexible electrodes. In this work, we integrate nanoscale building blocks into a unique ternary (1, 2 and 3 dimensional) hydrogel architecture, where conductive polymer polypyrrole (PPy) nanofibers (1D) and MXene nanosheets (2D) are uniformly dispersed in polyvinyl alcohol (PVA) matrixes (3D). 1D nanofibers and 2D nanosheets were found to greatly increase the mechanical properties of the hydrogel hosts, demonstrating a remarkable tensile strength of 10.3 MPa and a large elongation over 380%. Moreover, the as-fabricated hierarchical structure effectively promotes electrolyte diffusion, exhibiting exceptional capacitive characteristics, including a high gravimetric specific capacitance of 614 F g-1 (at 1 A g-1) and an unprecedented cycling stability (100% capacitance retention over 10 000 cycles). A solid-state supercapacitor is assembled based on these MXene/PPy-PVA hydrogels, which demonstrates an efficient approach to the fabrication of 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
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
2秒前
ther完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
大壮应助QZZ采纳,获得10
2秒前
4秒前
sendou发布了新的文献求助10
5秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
彭于彦祖应助科研通管家采纳,获得80
7秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
模糊中正应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
7秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
彭于彦祖应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
7秒前
桃桃完成签到,获得积分10
9秒前
热情千亦发布了新的文献求助10
10秒前
守墓人完成签到 ,获得积分10
11秒前
小蘑菇应助走形采纳,获得10
11秒前
标致的纸鹤完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
SciGPT应助iii采纳,获得10
13秒前
16秒前
张信完成签到,获得积分10
18秒前
bobo完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
xiao金发布了新的文献求助10
20秒前
文静的善若完成签到,获得积分20
21秒前
小西完成签到 ,获得积分10
22秒前
包容芯完成签到 ,获得积分10
23秒前
我是老大应助cmq采纳,获得30
23秒前
苏简的猫发布了新的文献求助20
23秒前
牵墨发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
shangxinyu完成签到,获得积分10
25秒前
年轻寒蕾完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
大鱼发布了新的文献求助10
26秒前
hbb驳回了dawnfrf应助
28秒前
高分求助中
Rock-Forming Minerals, Volume 3C, Sheet Silicates: Clay Minerals 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
The Healthy Socialist Life in Maoist China 600
The Vladimirov Diaries [by Peter Vladimirov] 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3267581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2906979
关于积分的说明 8340425
捐赠科研通 2577650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1401216
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 655000
邀请新用户注册赠送积分活动 633967