非對稱超級電容器(ASCs)采用兩種具有較大氧化還原峰位置差異的不同電極材料作為陰極和陽極，旨在進(jìn)一步拓寬電壓窗，提高超級電容器的能量密度。有機(jī)分子電極可以通過將氧化還原活性有機(jī)分子與導(dǎo)電碳基材料(如石墨烯)結(jié)合來構(gòu)建。在此，具有4個(gè)羰基的氧化還原活性分子芘-4,5,9,10-四酮(PYT)展示了一個(gè)四電子轉(zhuǎn)移過程，具有潛在的高容量。PYT以不同的質(zhì)量比與兩種不同的石墨烯非共價(jià)結(jié)合。PYT-功能化GN電極(PYT/GN 4-5)具有711 F g−1的高容量(1 Ag
−1 / 1 M H
2SO
4)。為了匹配PYT/GN 4-5陰極，通過熱解純Ti
3C
2T
x制備了退火Ti
3C
2T
x (A-Ti
3C
2T
x) MXene陽極。組裝的PYT/GN 4-5 //A-Ti
3C
2T
x ASC在功率密度為700 W kg
−1的情況下，具有18.4 Wh kg
−1的出色能量密度。PYT功能化石墨烯在高性能儲能設(shè)備中具有巨大的潛力。
圖1. a-c) GN、PYT/GN 8-1和PYT/GN 4-5的SEM圖像。d-f) LO、PYT/LO 4-5和PYT/LO 2-7的SEM圖像。
圖2 GN、LO、PYT、PYT/GN 4-5、PYT/LO 4-5、PYT/LO 2-7的FT-IR光譜。
圖3. XPS光譜分析。
圖4 三電極體系中不同電極的電化學(xué)特性01。
圖5 三電極體系中不同電極的電化學(xué)特性02。
圖6。a) Ti
3C
2T
x和A-Ti
3C
2Tx的Ti2p光譜的高分辨率，b) 10 mV s
−1下的CV曲線比較，c,d)不同掃描速率下的CV曲線和A-Ti
3C
2T
x不同電流密度下對應(yīng)的GCD曲線，e)不同電流密度下的比容量比較。
圖7。PYT/GN 4-5 //A-Ti
3C
2T
x ACS組裝后的電化學(xué)性能。
相關(guān)科研成果由瑞典查爾姆斯理工大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程系Xiaoyan Zhang等人2023年發(fā)表在small (DOI: 10.1002/smll.202301449)上。原文：A Novel Aqueous Asymmetric Supercapacitor based on Pyrene-4,5,9,10-Tetraone Functionalized Graphene as the Cathode and Annealed Ti
3C
2T
x MXene as the Anode。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
