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杜克大學(xué)Jeffrey T. Glass課題組和密西根州立大學(xué)Changyong Cao課題組--Ti3C2Tx MXene還原氧化石墨烯復(fù)合電極用于可拉伸超級(jí)電容器

可伸縮電子設(shè)備的發(fā)展需要發(fā)明兼容的高性能電源，例如可伸縮超級(jí)電容器和電池。在這項(xiàng)工作中，通過(guò)制造具有還原氧化石墨烯（RGO）的堅(jiān)固、可拉伸的高性能超級(jí)電容器來(lái)創(chuàng)建復(fù)合電極，正在探索用于柔性和印刷儲(chǔ)能設(shè)備的二維（2D）碳化鈦（Ti₃C₂T_x）MXene。Ti₃C₂T_x/RGO復(fù)合電極結(jié)合了Ti₃C₂T_x的優(yōu)異電化學(xué)和機(jī)械性能，以及由于強(qiáng)大的納米片相互作用，較大的納米薄片尺寸和機(jī)械柔韌性而產(chǎn)生RGO的機(jī)械穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)摻入了50wt.％RGO的Ti₃C₂T_x/RGO復(fù)合電極減輕了在大應(yīng)變下產(chǎn)生的裂紋。復(fù)合電極在承受單軸（300％）或雙軸（200％×200％）循環(huán)應(yīng)變時(shí)表現(xiàn)出49 mF/cm²（約490 F/cm³和約140 F/g）的大電容，并具有良好的電化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性。組裝后的對(duì)稱(chēng)超級(jí)電容器的比電容為18.6 mF/cm²（約90 F/cm³和約29 F/g），可拉伸性高達(dá)300％。

Figure 1. 可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復(fù)合電極的制備和表征。

Figure 2. 具有不同百分比RGO的Ti₃C₂T_x MXene/RGO復(fù)合膜的機(jī)械和電氣特性。

Figure 3. 可拉伸Ti₃C₂T_x/RGO電極和純Ti₃C₂T_x MXene電極的電化學(xué)性能。

Figure 4. 雙軸可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復(fù)合超級(jí)電容器電極的電化學(xué)性能。

Figure 5. 具有可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO復(fù)合電極和硫酸聚(乙烯醇)（H₂SO₄/PVA）凝膠電解質(zhì)的可拉伸超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。

相關(guān)研究成果于2020年由杜克大學(xué)Jeffrey T. Glass課題組和密西根州立大學(xué)Changyong Cao課題組，發(fā)表在ACS Nano（doi.org/10.1021/acsnano.9b10066）上。原文：Ti₃C₂T_x MXene-Reduced Graphene Oxide Composite Electrodes for Stretchable Supercapacitors。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：



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