【科技自立自强】西安交大科研人员 在二维MXene气凝胶应用于全固态超级电容器方向取得新进展

MXenes作为一类具有类金属高电导率、丰富的表面官能团、良好亲水性和高机械柔性的新型二维材料，具有比肩石墨烯电极材料的质量比电容和体积比电容。然而，与石墨烯一样，MXene容易发生片层自堆叠从而损失大量可用于反应的活性位点，减少离子传输通道，阻碍电解质离子在电极间的快速穿梭，而常见的真空抽滤MXene制备薄膜的方式会加剧这种负面效应。

对此，西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室、陕西省先进储能电子材料与器件工程研究中心阙文修教授团队引入具有赝电容性能的一维α-Fe₂O₃纳米棒作为改性相，并利用冷冻干燥辅助快速机械按压的薄膜制备工艺，成功合成了具有增强电化学性能的三维多孔1D/2D Fe₂O₃/MXene复合气凝胶膜，并将这种气凝胶膜作为电极材料应用于全固态超级电容器中。这种快速成型的三维多孔、无粘结剂自支撑气凝胶膜为实现高性能超级电容器用MXene基电极提供了一种新策略。

1D/2D Fe₂O₃/MXene复合气凝胶膜电极合成示意图

以上研究以《全固态超级电容器用三维多孔致密1D/2D Fe₂O₃/MXene复合气凝胶膜电极》（3D Porous Compact 1D/2D Fe₂O₃/MXene Composite Aerogel Film Electrodes for All‐Solid‐State Supercapacitors）为题发表于国际著名期刊《微尺度》（Small）上。西安交通大学电信学部博士生罗艺佳为第一作者，西安交通大学阙文修教授为唯一通讯作者。西安交通大学为第一作者单位。

阙文修教授团队长期致力于MXenes基纳米复合材料在电化学储能及电催化领域的研究，该研究工作是阙文修教授课题组在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《微尺度》（Small）、《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）、《材料化学杂志A》（Journal of Materials Chemistry A）等国际著名期刊发表储能转换领域多项研究成果后的又一重要进展。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202204917