Характеристики материала MXene-электрода в магниевых аккумуляторах
Двумерные материалы Ti3C2Tx MXene привлекли внимание благодаря отличной электропроводности и высокой объемной емкости в суперконденсаторах, литий-ионных батареях и натрий-ионных батареях. Магние-ионные батареи были разработаны из-за их низкой стоимости, хорошей безопасности и большой теоретической объемной плотности энергии. Эта теория стала одним из наиболее перспективных заменителей литиево-ионных батарей. Теория предсказывает, что чистый Ti3C2 обладает сильными характеристиками хранения Mg2 +. Однако на сегодняшний день синтезировать MXene невозможно без поверхностных функциональных групп. Предыдущие исследования показали, что двухвалентный магний Ионы не могут быть обратимо внедрены в Ti3C2Tx, что приводит к почти неспособности Mg к хранению Ti3C2Tx MXene. Поэтому необходимо изучить подходящие экспериментальные методы, чтобы открыть характеристики хранения ионов магния в MXene.
В последнее время исследовательская группа Института химической физики им. Ланьчжоу, Институт химической физики им. Ланьчжоу, Китайская академия наук, использовала метод вставленного катионного поверхностно-активного вещества цетилтриметиламмонийбромида (CTAB) для изменения электронных свойств MXene, что позволило Ti3C2Tx MXene проявлять более высокое содержание магния. Ионная емкость для хранения. Исследователи систематически тестировали образцы: сравнивали анионное поверхностно-активное вещество лаурилсульфат натрия SDS и катионное поверхностно-активное вещество алкилтриметиламмонийбромид DTAB с той же длиной цепи алкила. Он показывает, что поверхностно-активные вещества увеличивают межслоевое расстояние MXene, но только катионное поверхностно-активное вещество способствует хранению Mg2 + в MXene. XPS и вычисления теории функционала плотности показывают, что встроенные катионы CTA + уменьшают Mg2 + на поверхности MXene. Диффузионные барьеры, которые, в свою очередь, значительно улучшают обратимые характеристики интеркаляции / деинтеркалирования Mg2 + в слое MXene. Исследования показали, что магниевые клетки с MXene в качестве положительного электрода имеют большой объем 300 мА · см-3 при плотности тока 50 мА · г-1. Удельная мощность и отличные характеристики скорости. Это исследование дает MXene еще одно новое применение в области хранения электрохимической энергии. батареи Магния материал положительного электрода обеспечивает новый выбор.
Результаты этого исследования были недавно опубликованы в Интернете на ACS Nano.
