垂直配向させた液晶MXeneの膜厚に依存しないキャパシタンス

XIA Yu; DANG Alei; ZHOU Zehang; CHO Hyesung; YANG Shu; MATHIS Tyler S.; ZHAO Meng-Qiang; ANASORI Babak; GOGOTSI Yury; ZHAO Meng-Qiang; DANG Alei; ZHOU Zehang

文献

J-GLOBAL ID：201802258131018368 整理番号：18A0946975

垂直配向させた液晶MXeneの膜厚に依存しないキャパシタンス

Thickness-independent capacitance of vertically aligned liquid-crystalline MXenes

出版者サイト複写サービスで全文入手 {{ this.onShowCLink("http://jdream3.com/copy/?sid=JGLOBAL&noSystem=1&documentNoArray=18A0946975&COPY=1") }}
高度な検索・分析はJDreamⅢで {{ this.onShowJLink("http://jdream3.com/lp/jglobal/index.html?docNo=18A0946975&from=J-GLOBAL&jstjournalNo=D0193B") }}

著者 (12件)： , , , , , , , , , , ,
資料名：
巻： 557 号： 7705 ページ： 409-412 発行年： 2018年05月17日
JST資料番号： D0193B ISSN： 0028-0836 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

エネルギー密度と電力密度の高い厚い電極膜をスケーラブルかつ持続可能な方法で製造することは,輸送や定置型電力グリッドへの応用を目的とした大規模な電気化学エネルギー貯蔵に不可欠である。二次元ナノ材料は,表面積対体積比が大きく,固体拡散が起こりにくいため,高エネルギー密度と高電力密度を追求する中で電極材料の主要な選択肢となっている。しかし,従来の電極作製法では,二次元ナノ材料を再積層させることが多いので,厚膜中のイオン輸送が制限され,結果として電気化学的性能が膜厚に大きく依存する系となる。インターカレーションによる層間隔の拡大やナノ構造設計による膜への多孔性の導入などのイオン輸送を促進する戦略によって得られる材料は,体積エネルギー貯蔵量が少ないだけでなく,イオン輸送経路が複雑で長いため高充放電速度時の性能が低くなる。二次元薄片を垂直配向させることによって,方向性イオン輸送が可能になるため,厚膜でも厚さに依存しない電気化学的性能が得られる可能性がある。しかし,これまでのところ限られた成功例しか報告されておらず,工業基準である100μmに近いかこれを超える膜厚の二次元ナノ材料膜を用いて動作させる際には,性能低下の軽減が大きな課題となっている。今回我々は,垂直配向させた二次元炭化チタン(Ti₃C₂T_x)について,膜厚に依存しない電気化学エネルギー貯蔵を実証している。Ti₃C₂T_xは二次元材料であるMXeneファミリー[遷移金属(M)の炭化物あるいは窒化物;Xは炭素または窒素を表す]の1つである。垂直配向は,自己集合法で形成したTi₃C₂T_xのディスコチックラメラ液晶相に機械的せん断力を加えることによって実現させた。こうして得られた垂直配向電極膜は,200μmまで膜厚にほぼ無関係に優れた性能を示すので,エネルギー貯蔵用途に非常に魅力的である。さらに,今回提示した自己集合法はスケーラブルであり,触媒反応やろ過などの方向性輸送を伴う他の系に拡張して適用できる。Copyright Nature Japan KK 2018

, , , , , , , , , , ,
, , , 【Automatic Indexing@JST】

電気化学反応 , 二次電池

, , , ,

前のページに戻る