Unraveling the Ionic Storage Mechanism of Flexible Nitrogen‐Doped MXene Films for High‐Performance Aqueous Hybrid Supercapacitors

假电容 超级电容器 材料科学 电解质 电化学 化学工程 离子电导率 储能 电容 离子键合 无机化学 电极 离子 化学 物理化学 有机化学 功率(物理) 物理 量子力学 工程类
作者
Yangyang Xie,Guanglei Chen,Yi Tang,Sheng Wang,Jianghong Zhou,Zhao Bi,Xiaodie Xuan,Junhui Zou,Aibo Zhang,Chenhui Yang
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202405817
摘要

Abstract 2D MXene nanomaterials have excellent potential for application in novel electrochemical energy storage technologies such as supercapacitors and batteries, but the existing pure MXene is difficult to meet the practical needs. Although the electrochemical properties of modified MXene have been improved, the unclear ion storage mechanism still hinders the development of MXene‐based electrode materials. Herein, the study develops flexible self‐supported nitrogen‐doped Ti 3 C 2 (Py‐Ti 3 C 2 ) films by the highly mobile, high nitrogen content, oxygen‐free pyridine‐assisted solvothermal method, and then deeply investigates the energy storage mechanism of hybrid supercapacitors in four aqueous electrolytes (H 2 SO 4 , Li 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , and MgSO 4 ). The experimental results suggest that the Py‐Ti 3 C 2 film electrode exhibits a pseudocapacitance‐dominated energy storage mechanism. Particularly, the specific capacity of the Py‐Ti 3 C 2 in 1 M H 2 SO 4 (506 F g −1 at 0.1 A g −1 ) is 4–5 times higher than other electrolytes (≈110 F g −1 ), which could be attributed to the substantially higher ionic diffusion coefficient of H + than those of Li + , Na + , Mg 2+ with small ionic size, high ionic conductivity, and fast pseudocapacitance response. Theoretical analysis further confirms that Py‐Ti 3 C 2 has strengthened conductivity and electrical double‐layer capacitance performance. Meanwhile, it has lower free energy for protonation and deprotonation of functional groups, which gives excellent pseudocapacitance performance.
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
阿卡宁发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
司南应助啾啾尼泊尔采纳,获得10
2秒前
dddd发布了新的文献求助10
2秒前
姜姜完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
大力出奇迹完成签到,获得积分10
4秒前
不配.应助完蛋采纳,获得10
4秒前
小黄发布了新的文献求助10
4秒前
Vince完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
酷波er应助赵振辉采纳,获得80
5秒前
7秒前
爱学术的小冷完成签到,获得积分10
7秒前
hzy完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
加菲丰丰应助hxpxp采纳,获得20
9秒前
zjzjzj123完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
冬十七完成签到,获得积分10
10秒前
dddd完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
小黄完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
大白发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
完美世界应助二月why采纳,获得10
15秒前
奋斗的蓝蜗牛完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
诚心凝蝶完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
一页书完成签到,获得积分10
19秒前
赵振辉发布了新的文献求助80
20秒前
20秒前
香菜味钠片完成签到,获得积分10
20秒前
大模型应助Agoni采纳,获得10
21秒前
22秒前
一页书发布了新的文献求助10
22秒前
叽里咕卢发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3135752
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2786595
关于积分的说明 7778521
捐赠科研通 2442742
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298676
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625205
版权声明 600866