学院刘志勇课题组在化工领域TOP期刊取得新进展
发布日期:2024-09-20   作者:重点实验室  浏览数:137

近日,스포츠 배팅刘志勇团队在能源材料领域取得新进展,相关成果发表在《Chemical Engineering Journal》(中科院一区,IF=13.3TOP期刊,DOI10.1016/j.cej.2024.154937)。

MXene的亲水表面和高导电性意味着它们在储能应用方面具有良好的前景。然而,MXene单层通过范德华力的相互作用导致层间堆叠。在电化学应用中,这会降低电化学性能(特别是速率性能)。同时,通过优化MXene表面-O末端基团与水合氢离子之间的可逆键合/脱键以及改变Ti的氧化态,可以提高MXene的赝电容。然而,MXene表面的-F末端基团不利于层间离子传输,并且不参与任何电荷储存过程。因此,基于这种赝电容机制,对 MXene的表面进行修饰,从而减少甚至消除-F末端基团,增加-O末端基团,可以从根本上提高MXene的赝电容。基于此,该团队设计了一种具有三维分级多孔结构的富含-O末端基团的MXene电极材料并用于柔性超级电容器。这种构建的三维分级多孔富氧MXene具有更多的氧化还原活性位点(-O末端基团),并为电解质离子的传输提供了更高效的途径。因此,作为超级电容器电极,具有超高的比电容(2 毫伏/秒下676.7/克和1 /克下698.7 /克)和优异的速率性能(在100 /克下电容保持率为88.2%)。在236.5 /千克的功率密度下,MXene/碳布柔性对称超级电容器的能量密度达到了32.8 瓦时/千克。这项工作为设计具有优异速率性能和高容量的新型MXene材料提供了新的策略。上述成果以题为“Oxygen-rich 3D hierarchical porous MXene prepared by Zn powder reduction for flexible supercapacitors”(通过锌粉还原法制备的三维分级多孔MXene用于柔性超级电容器,文章DOI: 10.1016/j.cej.2024.154937)发表在《Chemical Engineering Journal》。

本文的第一作者为博士研究生姬培龙,通讯作者为스포츠 배팅刘志勇教授、董学军副教授和南阳理工学院吴可量副教授。第一完成单位为스포츠 배팅、化工绿色过程兵团重点实验室和兵团材料化工工程技术研究中心。研究工作获得了石河子大学成果转化与技术推广项目(CGZH201603)的资助和支持。                                                     

(通讯员:张海洋)