MXene基鋅離子雜化微超級(jí)電容器(MSCs)中常用的水溶液電解質(zhì)限制了它們的循環(huán)和速率穩(wěn)定性。在電解質(zhì)中添加金屬和非金屬添加劑是提高鋅離子間充質(zhì)干細(xì)胞性能的有效方法。在此，我們提出了一種添加劑輔助Zn(CF
3SO
3)
2電解質(zhì)作為氧化還原活性電解質(zhì)，通過簡單的噴霧法來測(cè)量由導(dǎo)電Ti
3C
2T
x-LiCl集電流和Ti
3C
2T
x-DMSO陰極組成的柔性MXene基Zn-離子雜化MSC。在電流密度從5 A/cm
3到30 A/cm
3再到5 A/cm
3的變化過程中，加入K
3Co(CN)
6添加劑的MSC的容量保持率> 99.0%，高于加入CKNSe添加劑的MSC的96.7%和不添加添加劑的MSC的82.3%。此外，設(shè)計(jì)的具有氧化還原活性的K
3Co(CN)
6電解質(zhì)的MSC在5000次循環(huán)后顯示出70%的最大電容保持。此外，利用Ti
3C
2T
x MXene陰極和基于氧化還原活性電解質(zhì)的柔性Zn離子MSC為基于Ti
3C
2T
x的壓力傳感器供電，該集成系統(tǒng)良好的壓力響應(yīng)為開發(fā)大容量、長周期穩(wěn)定的儲(chǔ)能裝置提供了思路，也為電容-傳感器集成系統(tǒng)開辟了新的途徑。
圖1 二維Ti
3C
2T
x -DMSO納米片的合成與表征，以及指間微超級(jí)電容器的制備步驟。
圖2. 純Zn(CF
3SO
3)
2電解質(zhì)和含K
3Co(CN)
6或CKNSe添加劑的雜化電解質(zhì)的基本表征分析。
圖3 比較不添加添加劑、添加K
3Co(CN)
6和添加CKNSe的鋅離子MSCs的電化學(xué)性能。
圖4. K
3Co(CN)
6添加劑對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞的電化學(xué)性能及機(jī)理研究。
圖5 (a) Ti3C2Tx-DMF@P(VDF-TrFE)壓力傳感器響應(yīng)原理。(b) Ti3C2Tx-DMF@P(VDF-TrFE)傳感材料的SEM圖像。(c)分別在0 pa、204 pa、408 pa、612 pa的I-V曲線。(d)不同壓力下的電流響應(yīng)。(e)基于Ti3C2Tx-DMF@P(VDF-TrFE)壓力傳感器的恢復(fù)時(shí)間。 (f)柔性集成系統(tǒng)由一個(gè)帶有K
3Co(CN)
6添加劑的平面Ti
3C
2T
x-DMSO MXene基-Zn離子雜化SC和Ti
3C
2T
x-DMF@P(VDFTrFE)基壓力傳感器組成。(g)當(dāng)手指按壓或釋放傳感器時(shí)，集成系統(tǒng)相應(yīng)的電流響應(yīng)。
相關(guān)科研成果由北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院Guozhen Shen等人于2022年發(fā)表在Nanoscale (DOI: 10.1039/D2NR06626B)上。原文：Ti3C2Tx MXene Cathodes with Redox-Active Electrolyte based Flexible Zn-ion Microsupercapacitor for integrated Pressure Sensing Application。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
