Εφαρμογή υλικών Mxene σε ευέλικτη αποθήκευση και συσκευές ενέργειας

Με την αυξανόμενη ζήτηση για φορητά ηλεκτρονικά προϊόντα, έχουν αναπτυχθεί γρήγορα οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Τα Mxenes θεωρούνται ως ένα πολλά υποσχόμενο ευέλικτο ηλεκτρόδιο λόγω της εξαιρετικά υψηλής ογκομετρικής ικανότητάς του, της αγωγιμότητας μετάλλων, της ανώτερης υδροφιλικότητας και της πλούσιας χημείας επιφάνειας. Τα καθαρή Mxene, τα σύνθετα υλικά άνθρακα Mxene, τα σύνθετα οξείδια Mxene Metal και τα σύνθετα πολυμερούς Mxene έχουν εφαρμογές σε εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές όπως αισθητήρες, νανοογέννοι και ηλεκτρομαγνητική θωράκιση παρεμβολών. Επιπλέον, η εφαρμογή υλικών Mxenes σε ευέλικτες συσκευές επηρεάζει το στρες, την καταπόνηση, την αγωγιμότητα, τη χωρητικότητα και άλλες ιδιότητες συγκρίνονται για να βοηθήσουν τους ερευνητές να διατηρούν ισορροπία μεταξύ μηχανικών και ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων κατά το σχεδιασμό ευέλικτων συσκευών.

01 εύκαμπτο supercapacitor

Οι εύκαμπτοι υπερκαταναλωτές (SCS) αναμένεται να επιτύχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα ανά όγκο μονάδας σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες υλικών με βάση τον άνθρακα. Πρώτον, το υλικό Mxene παρουσιάζει μια εξαιρετικά υψηλή ογκομετρική πυκνότητα ενέργειας λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας του και της μεγάλης ψευδοκαταπίτης Faraday (που προέρχεται από πλούσια χημεία επιφάνειας), επιπλέον, το Mxene μπορεί επίσης να δρα ως συλλέκτης υγρών λόγω της αγωγιμότητας μετάλλων. Ένα εύκαμπτο ηλεκτρόδιο που αποτελείται από έναν συλλέκτη ρευστού και ένα ενεργό υλικό αναμένεται να κατασκευαστεί εξ ολοκλήρου σε ένα επίπεδο φύλλο Mxene για να αυξήσει περαιτέρω την πυκνότητα ενέργειας χύδην των εύκαμπτων SCs για τα ηλεκτρόνια ανθεκτικά στη φθορά. Για τα ευέλικτα σύνθετα υλικά με βάση το Mxene, τα σύνθετα που αποτελούνται κυρίως από νανοϋλικά mxene και άνθρακα, που περιλαμβάνουν κυρίως μειωμένο οξείδιο του γραφένιου (RGO) και νανοσωλήνες άνθρακα (CNT) κ.λπ. Αυτή η στρατηγική εμποδίζει αποτελεσματικά την επανεξέταση των φύλλων mxene και βελτιώνει σημαντικά την ευελιξία. Τα πολυμερή είναι ένα άλλο ελπιδοφόρο πρόσθετο που μπορεί να συνδυαστεί με Mxenes για να βελτιώσει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες των υλικών, ειδικά αγώγιμα πολυμερή, τα οποία μπορούν να βελτιστοποιήσουν τη μηχανική αντοχή χωρίς να θυσιάζουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Επιπλέον, τα οξείδια μετάλλων με υψηλή ψευδοκαπακτινοβολία Faraday μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση με Mxene για υψηλότερες ηλεκτροχημικές ιδιότητες. Αυτές οι νανοσύνθετες μέθοδοι διευκολύνουν την παρασκευή εύκαμπτων SCs με βάση το Mxene, οι οποίες έχουν εξαιρετική ευελιξία, υψηλή ειδική χωρητικότητα και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες για την τροφοδοσία που φορούν ηλεκτρονικά.