Accumulo di energia pseudocapacitiva a tasso ultra-alto in carburi in metallo di transizione bidimensionale

(Nature Energy, 2017, doi: 10.1038/nenergy.2017.105)

I carburi in metallo di transizione bidimensionale (MXENES) possono fornire una capacità di volume e area più elevata rispetto al carbonio, ai polimeri conduttivi o agli ossidi di metallo di transizione a velocità spazzate oltre a quelle dei condensatori convenzionali a doppio strato. I ricercatori hanno confermato che diverse strategie di progettazione di elettrodi influenzano la capacità di mxene vicino alla finestra di tensione teorica e hanno anche mostrato che la finestra di tensione estesa può essere ottenuta non solo in carbonio vetroso, ma anche in altre applicazioni di collezione di fluidi. La struttura macroporosa degli elettrodi può trattenere eccellenti valori di capacità quando la velocità di ricarica e di scarico è alta quanto 1V/s, che supera i valori riportati dei supercondensatori di carbonio. L'elettrodo idrogel ha mostrato una capacità di volume fino a 1500F/cm3 e una capacità di area di 4F/cm2. Questo studio mostra che gli pseudorapaditori possono mantenere prestazioni eccellenti a velocità spazzate oltre 10 V/s e possono essere utilizzati come dispositivi di raccolta e conservazione dell'energia. Inoltre, è possibile realizzare l'ottimizzazione di materiali e strutture compositi e ottenere più nuove opportunità nel campo della raccolta, della conversione e dello stoccaggio di energia elettrochimica.