充電機充電電容器實現秒級充電的2D材料解析
2017-8-19 8:32:50??????點擊：
二十年前，德雷克塞爾大學的研究人員確定了一種新型的材料，它們稱為最大相（M為過渡金屬，A為“A組”金屬，X為碳和/或氮）。當時科學家們認為，這些材料可以作為一種原始的粘性物，它從中誕生，它包含了所有要素，但需要由科學家組織。
自2011年以來，德雷克塞爾的研究人員一直在研究這種稱為“MXene”的最大相粘性物的迭代。它基本上是一種二維（2D）材料，它從最大相的蝕刻和片狀剝離鋁原子薄層的過程中得出其名稱。2013年，德雷克塞爾的研究人員首先發現，他們正在使用的數十種MXene材料之一可以作為儲能材料。
現在在“ 自然能源 ”雜志上所述的研究中，德雷克塞爾的科學家與法國圖盧茲的保羅·薩巴蒂耶大學的研究人員合作，使用了早期報道的由鈦和碳化鉬制成的MXene材料，并對其進行了一些改進，以達到具有毫秒級充電機充電時間的充電機充電電容材料的新充電機充電率范圍。
不同于其他品種的充電機充電超級電容器，如雙電層充電機充電電容器，充電機充電偽電容器電荷通過化學機制儲存，就像充電機充電蓄電池。充電機充電偽電容器介于充電機充電蓄電池和EDLC之間，完全充電機充電從幾十秒到幾分鐘。它們的主要優點是它們可以存儲與一些充電機充電蓄電池一樣多的電量，同時充電機充電更快。
德雷克塞爾研究人員將充電機充電偽電容器的充電機充電時間從幾十秒縮短到幾毫秒。
德雷克塞爾的博士研究生和研究的合作者Maria Lukatskaya在接受 IEEE Spectrum 的電子郵件采訪時表示：“充電機充電時間更快的關鍵是電極結構，可以容易地接近MXene片材表面的離子。”。“此外，在這項工作中，我們展示了擴展的工作電壓窗口，從而導致更高的能量密度。
研究人員迄今尚未提供能量密度值，因為這些指標是設備的特性，而不是材料。研究人員承認，充電機充電超級電容器的能量密度 - 甚至使用充電機充電蓄電池式充電機充電偽電容器的能量密度 - 就像電荷存儲 - 將會低于充電機充電鋰離子電池的能量密度。
然而，如果您想要使能量存儲設備能夠使現今大量的電子配件快速地在幾分鐘內快速充電機充電，而不是幾小時，充電機充電偽電容器可以提供這種可能。
“這項工作的關鍵在于證明，可以以與使用物理電荷存儲的雙層充電機充電電容器相同的高速率實現充電機充電電容性電荷存儲（但每單位重量或體積存儲5-10倍的電荷） ，只要電極材料提供足夠的電子和離子電導率，“領導實驗室研究的Yury Gogotsi在接受IEEE Spectrum 的電子郵件采訪時說。“我們相信這是能源儲存領域的一個改變游戲規則的發展。”
為了使儲能裝置成為現實，Gogotsi認為，他們最初將需要擴大材料合成。目前，他們的實驗室每批生產高達100克。之后，他們將需要設計采用MXenes和其他高導電性充電機充電電容材料的儲能裝置。
Gogotsi補充說：“我們正在開發與MXene陰極匹配的陽極，這將進一步擴大電壓窗口，這意味著能量密度加倍。
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