顆粒在線訊：據(jù)外媒報(bào)道，由杜蘭大學(xué)（Tulane University）科學(xué)與工程系Ken & Ruth Arnold早期職業(yè)教授（Ken & Ruth Arnold Early Career Professor in Science and Engineering）Michael Naguib領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出新型納米級(jí)材料，可實(shí)現(xiàn)高功率和能量密度，或可大大加快電動(dòng)汽車和便攜式設(shè)備（如手機(jī)和筆記本電腦）的充電速度，將充電時(shí)間從幾小時(shí)縮短到幾分鐘。

（圖片來源：杜蘭大學(xué)）

該論文為“通過預(yù)插層為室溫離子液體中的高性能超級(jí)電容器MXene電極設(shè)計(jì)層間間距”，且已發(fā)表于期刊《Advanced Functional Materials》。

Naguib表示：“新材料在能量和功率密度方面都非常出色，彌合了電池和電容器之間的差距。”Naguib是二維材料和電化學(xué)儲(chǔ)能方面的專家。該專家表示：“由于不斷向可再生能源轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)迫切需要能夠處理高充電率和高容量的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備。”

雖然鋰離子電池，即鋰電池或LIBS，可提高較高的能量密度，但當(dāng)充電率過高時(shí)易出現(xiàn)問題，且電解質(zhì)也存在安全問題。水性電化學(xué)電容器，又稱超級(jí)電容器，可以提供非常高的功率，但其能量密度有限。

此項(xiàng)研究由能源部能源前沿研究中心（DOE-EFRC），隸屬于流體界面反應(yīng)、結(jié)構(gòu)和傳輸（FIRST）中心，并圍繞MXenes展開，有望開發(fā)出層間具有導(dǎo)電性且可以承載離子（如鋰）的儲(chǔ)能材料。室溫離子液體具有較高穩(wěn)定性，且具有更大的能量密度，是非常有前景的電解質(zhì)，但因其離子太大無法進(jìn)入MXene層之間，所以存儲(chǔ)能量很有限。

Naguib表示：“我們?cè)趯又g引入了楔形或柱子以將它們打開，使離子液體離子存儲(chǔ)在MXen層之間，從而大大提高能量和功率密度。這項(xiàng)研究表明，優(yōu)化和設(shè)計(jì)二維材料中的間距以釋放其新應(yīng)用潛力非常重要?！?/p>

除了杜蘭大學(xué)的研究人員之外，該研究團(tuán)隊(duì)還包括來自橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）、范德堡大學(xué)（Vanderbilt University）、北卡羅來納州立大學(xué)（North Carolina State University）和美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology）的研究人員。