【研究背景】

? ?近些年異質(zhì)結(jié)構(gòu)由于具有創(chuàng)造協(xié)同先進(jìn)材料的能力，結(jié)合了各個(gè)構(gòu)件的共同優(yōu)點(diǎn)并消除了它們的缺點(diǎn)，所以在能量存儲(chǔ)，電子，光電子及催化領(lǐng)域引起了眾多研究者的興趣。自2004年以來，石墨烯的合成催生了將石墨烯整合到異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的新時(shí)代，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步直接組裝到柔性和導(dǎo)電膜電極中。這些柔性電極不需要粘合劑，集電器和導(dǎo)電添加劑，在未來的柔性電子應(yīng)用中顯示出廣闊的前景。然而，石墨烯的弱電化學(xué)氧化還原活性限制了它們的電荷存儲(chǔ)能力。因此，目前面臨的挑戰(zhàn)是找到一種合格的石墨烯替代品，該替代品不僅具有石墨烯的特性，例如高導(dǎo)電性，出色的柔韌性，易于制備和較大的橫向尺寸，而且還具有很高的電化學(xué)活性，而MXene是一種優(yōu)秀的石墨烯替代材料。

【成果簡介】

?? 近日,深圳大學(xué)低維材料基因工程研究院朱才鎮(zhèn)教授團(tuán)隊(duì)在國際著名學(xué)術(shù)期刊Chemical Engineering Journal上發(fā)表研究論文，題目為Mixed analogous heterostructure based on MXene and prussian blue analog derivative for high-performance flexible energy storage.文章報(bào)道了合成了一種基于MXene和普魯士藍(lán)衍生物的高性能柔性異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

【圖文導(dǎo)讀】

圖一. MXene和普魯士藍(lán)衍生物異質(zhì)結(jié)構(gòu)合成過程及展示。

圖二. a,b)Ti3C2TxMXene掃描及投射圖.c)Ni-Fe普魯士藍(lán)衍生物納米立方體. d)Ni-Fe氧化物. e) MXene和Ni-Fe氧化物復(fù)合異質(zhì)結(jié)透射圖.f)為復(fù)合異質(zhì)結(jié)截面掃描圖.g-k)元素分布。

圖三.MXene和Ni-Fe氧化物復(fù)合異質(zhì)結(jié)物理表征。a) XRD? b-f)XPS

圖四.MXene和Ni-Fe氧化物復(fù)合異質(zhì)結(jié)電容性能測(cè)試。

圖五.基于MXene和Ni-Fe氧化物復(fù)合異質(zhì)結(jié)電容性能分析。

圖六.MXene和Ni-Fe氧化物復(fù)合異質(zhì)結(jié)組裝成器件性能測(cè)試.

【本文總結(jié)】

? ?總之，在這項(xiàng)工作中報(bào)道了一種基于2D-3D AHS的復(fù)合紙電極，具有高柔韌性和出色的電化學(xué)性能。經(jīng)過優(yōu)化的復(fù)合膜具有出色的儲(chǔ)能性能，比電容為1038.43 mF cm-2，并具有良好的柔韌性。當(dāng)組裝成全固態(tài)柔性超級(jí)電容器時(shí)，所得器件在0.2 mA cm-2的條件下獲得了328.35 mF cm-2的優(yōu)異比電容。此外，它顯示出出色的循環(huán)穩(wěn)定性，在10,000次循環(huán)后的電容保持率為90.9％，在90°的50次循環(huán)彎曲測(cè)試后仍保持了88.9％的高機(jī)械穩(wěn)定性。此外，超級(jí)電容器可以組裝成串聯(lián)的或并聯(lián)的組件，從而具有倍增的工作電壓窗口或更大的電容，從而證明了在柔性器件中的廣泛應(yīng)用潛力。

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