MXene材料獲儲能科學家們重視 將能制造出充電速度更快的電池

2012年之后，有一種材料開始得到重視，那就是MXene材料。這是一類具有二維層狀結構的金屬碳化物和金屬氮化物材料，其外形類似于片片相疊的薯片。這種材料可以廣泛用于能源和光學等范疇，也是儲能科學家們感興致的一個新興范疇。

MXene材料的化學式為Mn＋1AXn，其中（n＝1–3），M代表早期過渡金屬，比如Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr或者Mo；A通常代表第三主族和第四主族化學元素；X代表C或N元素。

近日，德國柏林亥姆霍茲中心（HZB）試驗室的科學家們發現，MXene材料將極大地提高鈦基“MXene”假電容的儲能能力，能制造出充電速度更快的電池。

科學家們在BESSY同步加速器設備上研究了基于碳的MXeneTI3C2Tx材料，使用軟X射線吸收光譜分解了材料在真空和水溶液中的樣品。分解結果聲明，在MXene層中插入尿素分子會使材料的電化學性能發生顯著變化，可以新增材料56％的儲能容量，原由是因尿素的存在所引起的表面化學變化。

雖然目前來看，對MXene材料的研究還處于早期階段，但在儲能范疇，這種材料已經顯示出作為“偽電容器”的潛力，即將鋰電池的巨大儲能能力與超級電容器的快速充放電時間相結合。

科學家表示，還可以通過X－pEEM（光電子顯微技術）觀察TI3C2TxMXene表面的鈦原子的氧化狀態。當尿素存在時，這種氧化態更高，有助于儲存更多的能量。

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