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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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MXene基高比能超級電容器研究獲進(jìn)展

2019-06-05 大連化學(xué)物理研究所

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　　MXene是一類二維金屬碳（氮）化物納米片，具有高體積比容量（1500F/cm³）和高質(zhì)量比容量（380F/g），是一種非常有前景的超級電容器電極材料。然而，目前報道的大部分是水系對稱型超級電容器，存在工作電壓窗口較窄（一般為0.6 V）的問題，導(dǎo)致獲得的能量密度較低。因此，為充分發(fā)揮MXene的高比容量的特點，急需發(fā)展高電壓超級電容器，以獲得高的能量密度。

　　最近，該研究團隊使用Ti₃C₂T_x MXene為負(fù)極，碳納米管為正極，硫酸溶液和硫酸-對苯二酚混合液分別為負(fù)極和正極電解液，質(zhì)子選擇性透過的Nafion膜為隔膜，構(gòu)建了氫離子“搖椅”式非對稱超級電容器。在充放電過程中，吸附在碳納米管上的對苯二酚發(fā)生可逆的去質(zhì)子化和質(zhì)子化過程，為正極提供高贗電容；同時，伴隨著負(fù)極氫離子的插入和脫出，Ti₃C₂T_x中的鈦元素發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)。獲得的MXene基非對稱超級電容器不僅實現(xiàn)了氫離子在正負(fù)極之間可逆快速移動，而且器件具有1.6V的高工作電壓和62Wh/kg的高能量密度，為目前已報道的水系MXene基超級電容器的最高值。該工作為MXene基非對稱、高比能超級電容器的構(gòu)建提供了新的思路。

　　上述工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等的資助。

MXene基高比能超級電容器研究獲進(jìn)展

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組研究員吳忠?guī)浥c中科院金屬研究所研究員王曉輝團隊合作，采用二維金屬碳化物MXene為負(fù)極，碳納米管為正極，具有氧化還原活性的對苯二酚為正極電解液添加劑，構(gòu)建了氫離子“搖椅”式高比能超級電容器，相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會-納米》（ACS Nano）上。
　　MXene是一類二維金屬碳（氮）化物納米片，具有高體積比容量（1500F/cm3）和高質(zhì)量比容量（380F/g），是一種非常有前景的超級電容器電極材料。然而，目前報道的大部分是水系對稱型超級電容器，存在工作電壓窗口較窄（一般為0.6 V）的問題，導(dǎo)致獲得的能量密度較低。因此，為充分發(fā)揮MXene的高比容量的特點，急需發(fā)展高電壓超級電容器，以獲得高的能量密度。
　　最近，該研究團隊使用Ti3C2Tx MXene為負(fù)極，碳納米管為正極，硫酸溶液和硫酸-對苯二酚混合液分別為負(fù)極和正極電解液，質(zhì)子選擇性透過的Nafion膜為隔膜，構(gòu)建了氫離子“搖椅”式非對稱超級電容器。在充放電過程中，吸附在碳納米管上的對苯二酚發(fā)生可逆的去質(zhì)子化和質(zhì)子化過程，為正極提供高贗電容；同時，伴隨著負(fù)極氫離子的插入和脫出，Ti3C2Tx中的鈦元素發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)。獲得的MXene基非對稱超級電容器不僅實現(xiàn)了氫離子在正負(fù)極之間可逆快速移動，而且器件具有1.6V的高工作電壓和62Wh/kg的高能量密度，為目前已報道的水系MXene基超級電容器的最高值。該工作為MXene基非對稱、高比能超級電容器的構(gòu)建提供了新的思路。
　　上述工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等的資助。

MXene基高比能超級電容器研究獲進(jìn)展

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