Armazenamento de energia pseudocapacitiva de alta alta taxa em carbonetos de metal de transição bidimensional

(Nature Energy, 2017, doi: 10.1038/nenergy.2017.105)

Os carbonetos bidimensionais de metal de transição (MXENES) podem fornecer maior volume e capacitância de área do que carbono, polímeros condutores ou óxidos de metais de transição em velocidades de varredura além das dos capacitores convencionais de camada dupla. Os pesquisadores confirmaram que diferentes estratégias de projeto de eletrodos afetam a capacitância do mxeno próximo à janela teórica de tensão e também mostraram que a janela de tensão estendida pode ser obtida não apenas em carbono vítreo, mas também em outras aplicações de coletores de fluidos. A estrutura macroporosa do eletrodo pode reter excelentes valores de capacitância quando a taxa de carregamento e descarga é tão alta quanto 1V/s, o que excede os valores relatados dos supercapacitores de carbono. O eletrodo de hidrogel mostrou uma capacitância de volume de até 1500F/cm3 e uma capacitância de área de 4F/cm2. Este estudo mostra que os pseudorapacitores podem manter um excelente desempenho em velocidades de varredura acima de 10V/s e podem ser usadas como dispositivos de colheita e armazenamento de energia. Além disso, é possível realizar a otimização de materiais e estruturas compósitos e obter mais novas oportunidades no campo da colheita, conversão e armazenamento eletroquímica de energia.