Room-temperature prepared MXene foam via chemical foaming methods for high-capacity supercapacitors

超级电容器 材料科学 发泡剂 纳米材料 化学工程 复合材料 纳米技术 电化学 多孔性 化学 电极 物理化学 工程类
作者
Xudong Liu,Yong Liu,Shangli Dong,Xuefeng Zhang,Lu Lv,Sirui He
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:945: 169279-169279 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2023.169279
摘要

Constructing 3D porous MXene from 2D nanosheets is the most efficient method to avoid restacking of nanosheets and enhance the application of nanomaterials at macroscale. Direct foaming from solids is an ideal means to obtain 3D porous structure. However, MXene is difficult to be physically foamed because its plasticity is not enough. Herein, we invent a chemical foaming method to convert MXene films into foams with good porosity. The wet film of Ti3C2Tx precursor with interlayer water has super high plasticity, which is more conducive to the introduction of foaming agent and the foaming process. The obtained Ti3C2Tx foams exhibits good porosity and higher specific surface area than Ti3C2Tx films, resulting in outstanding capacitive performance (426 F g−1 at 1 A g−1) with good rate performance (190 F g−1 at 10 A g−1) and excellent cycle stability (92% retention after 10,000 cycles). The supercapacitor fabricated with Ti3C2Tx foams display an outstanding energy density of 14.1 Wh kg−1 at a power density of 250 W kg−1. Moreover, the foaming method creates a up-bottom construction patterns, which is simple, low cost and easy for scalable fabricating porous MXene.
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