科學家研製新型二維納米材料電極 可讓電池快速充放電

等待設備充滿電的焦慮想必每個人都經歷過，導電聚合物納米複合材料MXene可以極大地改進電極電導率，高比表面積提高儲電性能，同時柔性的超級電容提供更長的充電次數和壽命。德雷塞爾團隊的領導者Yury Gogotsi教授表示「這篇論文駁斥了普遍被接受電池和准電容器的化學充電過程總是比超級電容（雙層電容）物理充電速度慢的固有觀念，我們展示了應用MXene材料的電極能夠在數十毫秒內快速充電。這清除了研發超速儲能設備的研發道路的障礙，它們能夠在數秒內快速充放電，而存儲的電能遠高於傳統的超級電容」

這種新型材料的結構決定了其優秀的特性，其化學通式可用Mn+1XnTz表示，其中M指過渡族金屬（如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Sc等），X指C或/和N，n一般為1-3，Tz指表面基團（如O2-、OH-、F-、NH3、NH4+等）。目前，MXenes主要通過HF酸或鹽酸和氟化物的混合溶液將MAX相中結合較弱的A位元素（如Al 原子）抽出而得到。它具有石墨烯高比表面積、高電導率的特點，又具備組分靈活可調，最小納米層厚可控等優勢，已在儲能、吸附、感測器、導電填充劑等領域展現出巨大的潛力。