玩泥巴也高科技?MXene导电粘土捏出超级电容器
2014-11-28 16:58:55 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯(慕雪/编译)材料界,寻找更薄、表面积更大、电导率更高的材料来制作高性能电池电极一直是材料科学家们奋斗的目标。近日,德雷克塞尔大学材料科学团队发明了一种新型二维导电层状材料,它既有可与金属媲美的超高导电性又能很容易被塑造成各种形状、拉伸到各种尺寸,正是由于这种类似粘土的性质,它被称为“MXene导电粘土”,它的出现让人们告别了传统复杂而昂贵的电池电极生产过程,取而代之的是一种更简洁、高效的方法,在能源储存领域具有巨大应用潜力。
“任何玩过泥巴的人都知道粘土是亲水性的,”Barsoum教授说,“同时,粘土也是分层的,水化时,水分子在各层之间滑动,这使得其具有可塑性,很容易被塑造成复杂的形状;同样,当我们往Mxene中加水时,水在各层之间渗透,赋予了材料可塑性。此外,不需使用任何粘合剂和导电添加剂,我们就能快速、高效地卷曲MXene导电粘土,捏成想要的形状。”
MXene导电粘土是由二维碳化钛粒子组成,经过蚀刻后形成粘土状,研究员首先测试了它是否在被压成薄薄的一层时还保持导电特性,研究结果表明,它不但能形成只有几个原子厚(大约1纳米)的薄膜,而且通过10000多次充电/放电循环展示了惊人的电容量。此外,该材料的制作过程更简便、更快、更安全。该材料在手机、电动汽车的电池电极甚至超级电容器等方面都会有巨大的应用前景,同时它在可再生能源方面也做出了巨大贡献。下一步,研究人员将继续研究这种材料的伸缩工艺,提高材料的质量和产量。
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