具有獨(dú)特的三維（3D）宏觀多孔結(jié)構(gòu)的水凝膠是超級(jí)電容器中誘人的電極材料，因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)異的電解質(zhì)滲透性和快速的電子/離子傳輸能力。在本文中，在氨水和水合肼存在的情況下，通過(guò)一種簡(jiǎn)便的一步水熱方法，通過(guò)層狀結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯（GO）和MXene（Ti
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2）納米片的自組裝，制備了圓柱型3D宏觀石墨烯/MXene基水凝膠（GMH）。發(fā)現(xiàn)GO在水熱過(guò)程中會(huì)自動(dòng)收斂到3D宏觀多孔石墨烯骨架中，而Ti
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2納米片能夠阻止石墨烯納米片堆積。與純石墨烯水凝膠相比，所制備的GMH表現(xiàn)出更大的比表面積161.1 m
2 g
-1和更高的孔體積0.5 cm
3 g
-1。使用GMH作為電極的對(duì)稱超級(jí)電容器，在500 W kg
-1和5000 W kg
-1的不同功率密度下分別表現(xiàn)出9.3 Wh kg
-1和5.7 Wh kg
-1的高能量密度，以及出色的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性，在超過(guò)10,000個(gè)連續(xù)充放電循環(huán)的過(guò)程中，沒(méi)有電容損失。制備的3D宏觀GMH的策略有望實(shí)現(xiàn)基于石墨烯和MXene的高性能水凝膠電極，用于電化學(xué)儲(chǔ)能。
Figure 1. （a）GMH的合成示意圖。（b）GMH和GH的數(shù)碼照片。
Figure 2. GMH的（a,b）SEM圖像和（c）TEM圖像（插圖：GMH的HRTEM）。（d）GMH和GH的N
2吸附-解吸等溫線。
Figure 3. （a）GMH基SC在不同掃描速率下的CV曲線；（b）GMH基SC在各種電流密度下的GCD曲線；（c）GMH基SC的Ragone圖；（d）GMH基SC在4 A g
-1下的循環(huán)穩(wěn)定性。
相關(guān)研究成果于2020年由香港理工大學(xué)Siu Wing Or課題組，發(fā)表在APL Mater.（doi.org/10.1063/5.0015426）上。原文：Self-assembled three-dimensional macroscopic graphene/MXene-based hydrogel as electrode for supercapacitor。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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