Application de matériaux MXENE dans le stockage et les appareils flexibles d'énergie

Avec la demande croissante de produits électroniques portables, des dispositifs de stockage d'énergie flexibles ont été rapidement développés. MxEnes est considéré comme une électrode flexible prometteuse en raison de sa capacité volumétrique ultra-élevée, de sa conductivité métallique, de l'hydrophilie supérieure et de sa riche chimie de surface. Les composites de mXene pure, les composites de carbone MXENE, les composites d'oxyde métallique MXENE et les composites de polymère MXENE ont des applications dans des dispositifs électroniques flexibles tels que les capteurs, les nanogénérateurs et le blindage électromagnétique d'interférence. De plus, l'application de matériaux MXEnes dans des dispositifs flexibles affecte la contrainte, la déformation, la conductivité, la capacité et d'autres propriétés sont comparées pour aider les chercheurs à maintenir un équilibre entre les propriétés mécaniques et électrochimiques lors de la conception de dispositifs flexibles.

01 Supercondensateur flexible

Les supercondensateurs flexibles (SCS) devraient atteindre une densité d'énergie plus élevée par volume unitaire par rapport aux batteries traditionnelles à base de carbone. Premièrement, le matériau MXENE présente une densité d'énergie volumétrique extrêmement élevée en raison de sa densité d'énergie élevée et de sa grande pseudocapitance de Faraday (dérivée de la riche chimie de surface), en outre, le MXENE peut également agir comme un collecteur de liquide en raison de la conductivité des métaux. Une électrode flexible composée d'un collecteur de liquide et d'un matériau actif devrait ensuite être construite entièrement sur une feuille de mXene plate pour augmenter encore la densité d'énergie en vrac du SCS flexible aux électrons résistants à l'usure. Pour les composites flexibles à base de mXene, les composites constitués principalement de nanomatériaux MXene et de carbone, comprenant principalement des nanotubes de graphène réduits (RGO) et des nanotubes de carbone (CNT), etc., pour préparer des électrodes à couches minces flexibles. Cette stratégie empêche efficacement la réaccumulation des feuilles de mXene et améliore considérablement la flexibilité. Les polymères sont un autre additif prometteur qui peut être combiné avec des MXEnes pour améliorer considérablement les propriétés mécaniques des matériaux, en particulier les polymères conducteurs, qui peuvent optimiser la résistance mécanique sans sacrifier la conductivité électrique. De plus, les oxydes métalliques avec une pseudocapitance à forte faraday peuvent également être utilisés pour se lier avec MXENE pour des propriétés électrochimiques plus élevées. Ces méthodes nanocomposites facilitent la préparation de SCS flexibles à base de mXene, qui ont une excellente flexibilité, une capacité spécifique élevée et d'excellentes propriétés mécaniques pour alimenter l'électronique portable.