Erittäin korkeatasoinen pseudokapacitiivinen energian varastointi kaksiulotteisissa siirtymämetallikarbideissa

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

Kaksiulotteiset siirtymämetallikarbidit (MXENES) voivat tarjota suuremman tilavuuden ja pinta-alan kapasitanssin kuin hiili, johtavat polymeerit tai siirtymämetallioksidit pyyhkäisynopeudella kuin tavanomaiset kaksikerroksiset kondensaattorit. Tutkijat vahvistivat, että erilaiset elektrodisuunnittelustrategiat vaikuttavat mxeenin kapasitanssiin lähellä teoreettista jänniteikkunaa, ja osoittivat myös, että laajennettu jänniteikkuna voidaan saada paitsi lasimaisessa hiilessä, myös muissa nesteen keräilijasovelluksissa. Makroporouselektrodirakenne voi säilyttää erinomaiset kapasitanssiarvot, kun lataus- ja purkamisnopeus on yhtä korkea kuin 1 V/s, joka ylittää hiilidioksidi -superkondensaattorien ilmoitetut arvot. Hydrogeelielektrodilla oli tilavuuskapasitanssi jopa 1500F/cm3 ja pintakapasitanssi 4F/cm2. Tämä tutkimus osoittaa, että pseudorapansittorit voivat ylläpitää erinomaista suorituskykyä pyyhkäisynopeudella yli 10 V/s ja niitä voidaan käyttää energiankorjuu- ja säilytyslaitteina. Lisäksi on mahdollista toteuttaa komposiittimateriaalien ja rakenteiden optimointi ja saada lisää uusia mahdollisuuksia sähkökemiallisen energiankorjuun, muuntamisen ja varastoinnin alalla.