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 物理 工程类 量子力学 功率(物理)
作者
Yangyang Xie,Guanglei Chen,Yi Tang,Zhenyu Wang,Jianghong Zhou,Zhao Bi,Xiaodie Xuan,Junhui Zou,Aibo Zhang,Chenhui Yang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (51): e2405817-e2405817 被引量:35
标识
DOI:10.1002/smll.202405817
摘要

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 Ti3C2 (Py-Ti3C2) 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 (H2SO4, Li2SO4, Na2SO4, and MgSO4). The experimental results suggest that the Py-Ti3C2 film electrode exhibits a pseudocapacitance-dominated energy storage mechanism. Particularly, the specific capacity of the Py-Ti3C2 in 1 M H2SO4 (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+, Mg2+ with small ionic size, high ionic conductivity, and fast pseudocapacitance response. Theoretical analysis further confirms that Py-Ti3C2 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
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
齐天小圣完成签到 ,获得积分10
1秒前
代景晰发布了新的文献求助10
1秒前
jingguofu完成签到 ,获得积分10
1秒前
爆米花应助OVOV采纳,获得30
2秒前
4秒前
行舟完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
地之衣兮完成签到,获得积分10
11秒前
宋江他大表哥完成签到,获得积分10
11秒前
Riverchase应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
奋斗的曼容完成签到,获得积分10
13秒前
喜喜完成签到,获得积分10
14秒前
代景晰完成签到,获得积分10
15秒前
殷勤的听枫完成签到,获得积分10
17秒前
小心科研完成签到,获得积分10
17秒前
Night完成签到,获得积分10
17秒前
烟台深海美少女完成签到,获得积分10
21秒前
无心的傲柏完成签到,获得积分10
21秒前
25秒前
傅立叶完成签到,获得积分10
26秒前
孑然完成签到 ,获得积分10
31秒前
NNi完成签到,获得积分10
31秒前
CMC完成签到 ,获得积分10
32秒前
皮皮完成签到 ,获得积分10
35秒前
Manana完成签到 ,获得积分10
37秒前
花菜炒肉完成签到 ,获得积分10
38秒前
小曹003完成签到,获得积分10
39秒前
惊鸿H完成签到 ,获得积分10
39秒前
我爱科研完成签到 ,获得积分10
40秒前
热情的白风完成签到,获得积分10
42秒前
polywave完成签到 ,获得积分10
43秒前
唐唐完成签到,获得积分10
43秒前
hzwyyds完成签到 ,获得积分10
44秒前
执着幻桃完成签到,获得积分10
45秒前
唠叨的莺完成签到,获得积分10
45秒前
杨三多完成签到,获得积分10
46秒前
47秒前
S1mple_gentleman完成签到,获得积分10
47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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6355858
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8170527
关于积分的说明 17201202
捐赠科研通 5411774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864385
邀请新用户注册赠送积分活动 1841922
关于科研通互助平台的介绍 1690224