Unraveling the Role of Metal Vacancy Sites and Doped Nitrogen in Enhancing Pseudocapacitance Performance of Defective MXene

假电容 材料科学 电解质 空位缺陷 兴奋剂 电容 金属 密度泛函理论 氮气 超级电容器 电极 化学工程 无机化学 化学 计算化学 物理化学 结晶学 光电子学 冶金 有机化学 工程类
作者
Guanglei Chen,Yangyang Xie,Yi Tang,Tianshuai Wang,Zhenyu Wang,Chenhui Yang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (12) 被引量:24
标识
DOI:10.1002/smll.202307408
摘要

Abstract Nitrogen‐doped titanium carbides (MXene) films exhibit extraordinary volumetric capacitance when high‐concentration sulfuric acid electrolyte is utilized owing to the enhancement of pseudocapacitance. However, the energy storage mechanism of nitrogen‐doped MXene is unclear due to the complex electrode structure and electrolyte ions’ behavior. Here, based on pristine MXene (Ti 3 C 2 O 2 ), three different MXene structures are constructed by introducing metal vacancy sites and doped nitrogen atoms, namely, defective MXene (Ti 2.9 C 2 O 2 ), nitrogen‐doped MXene (Ti 3 C 2 O 1.9 N 0.1 ), and nitrogen‐doped MXene with metal vacancy sites (Ti 2.9 C 2 O 1.9 N 0.1 ). Then, the density functional theory (DFT)‐based calculations coupled with the effective screening medium reference interaction site method (ESM‐RISM) are applied to reveal the electrochemical behavior at the electrode/electrolyte interfacial area. Through analyzing the electronic structure, electrical double‐layer capacitance (EDLC), and equilibrium potential of the pseudocapacitance reaction, the specific effect of structural changes on their performance can be clarified: metal vacancy sites can reduce the potential difference of gap layer (Outer Helmholtz plane) at charged state and increase the electronic capacity of Ti, which can be used to explain the high pseudocapacitance, low charge transfer resistance and high‐rate capacity properties of nitrogen‐doped MXene observed in experiments.
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
刚刚
1秒前
充电宝应助Owen采纳,获得10
2秒前
wrh完成签到,获得积分10
2秒前
张圆圆发布了新的文献求助10
2秒前
2222222222发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
dddddd发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
zh发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
6秒前
maxthon完成签到,获得积分10
7秒前
肖静茹发布了新的文献求助10
8秒前
ceploup完成签到,获得积分10
8秒前
周周发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
Elk完成签到,获得积分10
10秒前
Cu完成签到,获得积分10
11秒前
清新的初蝶完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
朱良宇发布了新的文献求助10
13秒前
甜味白开水完成签到,获得积分10
15秒前
周周完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
巾帼发布了新的文献求助10
17秒前
Wuliu完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Jasper应助高高羊采纳,获得10
17秒前
七塔蹦完成签到,获得积分10
17秒前
安详紫夏完成签到,获得积分10
18秒前
kulo完成签到,获得积分10
19秒前
Zhengkeke发布了新的文献求助10
19秒前
Liu完成签到,获得积分10
20秒前
KONG完成签到,获得积分10
20秒前
小马甲应助谨慎的映阳采纳,获得10
20秒前
windmelody完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Reliability Monitoring Program 500
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5339665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4476410
关于积分的说明 13931491
捐赠科研通 4371956
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2402218
邀请新用户注册赠送积分活动 1395083
关于科研通互助平台的介绍 1367077