Υψηλής ταχύτητας ψευδοκαπαϊκής αποθήκευσης ενέργειας σε δισδιάστατα μεταβατικά καρβίδια μετάλλων

(Nature Energy, 2017, doi: 10.1038/nenergy.2017.105)

Τα δισδιάστατα μεταβατικά μεταλλικά καρβίδια (MXENEs) μπορούν να παρέχουν υψηλότερη χωρητικότητα όγκου και περιοχής από τον άνθρακα, τα αγώγιμα πολυμερή ή τα οξείδια μετάβασης σε σαρωτικές ταχύτητες πέρα ​​από εκείνες των συμβατικών πυκνωτών διπλής στρώσης. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι διαφορετικές στρατηγικές σχεδιασμού ηλεκτροδίων επηρεάζουν την χωρητικότητα του Mxene κοντά στο θεωρητικό παράθυρο τάσης και επίσης έδειξαν ότι το παράθυρο εκτεταμένης τάσης μπορεί να ληφθεί όχι μόνο σε υαλώδη άνθρακα αλλά και σε άλλες εφαρμογές συλλογής υγρών. Η δομή μακροσκοπικών ηλεκτροδίων μπορεί να διατηρήσει εξαιρετικές τιμές χωρητικότητας όταν ο ρυθμός φόρτισης και εκφόρτισης είναι τόσο υψηλός όσο 1V/s, το οποίο υπερβαίνει τις αναφερόμενες τιμές υπερκαταναλωτών άνθρακα. Το ηλεκτρόδιο υδρογέλης έδειξε χωρητικότητα όγκου έως και 1500f/cm3 και χωρητικότητα περιοχής 4F/cm2. Αυτή η μελέτη δείχνει ότι οι ψευδοπαλίτες μπορούν να διατηρήσουν εξαιρετικές επιδόσεις σε σαρωτικές ταχύτητες άνω των 10V/s και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συσκευές συγκομιδής και αποθήκευσης ενέργειας. Επιπλέον, είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί η βελτιστοποίηση σύνθετων υλικών και δομών και να επιτευχθούν περισσότερες νέες ευκαιρίες στον τομέα της συγκομιδής, της μετατροπής και της αποθήκευσης της ηλεκτροχημικής ενέργειας.