在過去的十年中，由于電動汽車市場對高效電化學(xué)儲能（EES）設(shè)備的迫切需求，鋰離子電池技術(shù)由于其高能量密度（~300 Wh kg-1）而受到越來越多的關(guān)注。然而，由于擴(kuò)散限制的氧化還原反應(yīng)，它們的充電速率（小時）緩慢仍然是一個主要瓶頸。
近日，報道了使用二維 Ti3C2 MXene 作為模型材料來了解表面基團(tuán)如何影響其電化學(xué)性能。
文章要點
1）通過熔鹽方法調(diào)整 Ti3C2 MXene 的表面終端（Cl-、N/O- 和 O-）的性質(zhì)，可以改變 MXene 層之間的間距和水限制水平，從而顯著改變酸性電解液中的電化學(xué)性能。
2）通過結(jié)合操作中 X 射線衍射和電化學(xué)石英晶體微天平 (EQCM) 技術(shù)，發(fā)現(xiàn)受限水的存在會導(dǎo)致 Cl 封端 Ti3C2 從幾乎電化學(xué)不活躍的行為急劇轉(zhuǎn)變?yōu)镹,O 封端 Ti3C2 MXene的理想的快速贗電容行為。
這項實驗工作不僅證明了表面終止與受限水之間的緊密聯(lián)系，而且揭示了受限水對 MXene 中電荷存儲機(jī)制和反應(yīng)動力學(xué)的重要性。
參考文獻(xiàn)
Liyuan Liu, et al, Role of Surface Terminations for Charge Storage of Ti3C2Tx MXene Electrodes in Aqueous Acidic Electrolyte, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202319238
DOI: 10.1002/anie.202319238
https://doi.org/10.1002/anie.202319238
