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       非對稱超級電容器(ASCs)采用兩種具有較大氧化還原峰位置差異的不同電極材料作為陰極和陽極，旨在進一步拓寬電壓窗，提高超級電容器的能量密度。有機分子電極可以通過將氧化還原活性有機分子與導電碳基材料(如石墨烯)結合來構建。在此，具有4個羰基的氧化還原活性分子芘-4,5,9,10-四酮(PYT)展示了一個四電子轉移過程，具有潛在的高容量。PYT以不同的質量比與兩種不同的石墨烯非共價結合。PYT-功能化GN電極(PYT/GN 4-5)具有711 F g−1的高容量(1 Ag⁻¹ / 1 M H₂SO₄)。為了匹配PYT/GN 4-5陰極，通過熱解純Ti₃C₂T_x制備了退火Ti₃C₂T_x (A-Ti₃C₂T_x) MXene陽極。組裝的PYT/GN 4-5 //A-Ti₃C₂T_x ASC在功率密度為700 W kg⁻¹的情況下，具有18.4 Wh kg⁻¹的出色能量密度。PYT功能化石墨烯在高性能儲能設備中具有巨大的潛力。

 
圖1. a-c) GN、PYT/GN 8-1和PYT/GN 4-5的SEM圖像。d-f) LO、PYT/LO 4-5和PYT/LO 2-7的SEM圖像。

 
圖2 GN、LO、PYT、PYT/GN 4-5、PYT/LO 4-5、PYT/LO 2-7的FT-IR光譜。

  
圖3. XPS光譜分析。

 
圖4 三電極體系中不同電極的電化學特性01。

 
圖5 三電極體系中不同電極的電化學特性02。

 
圖6。a) Ti₃C₂T_x和A-Ti₃C₂Tx的Ti2p光譜的高分辨率，b) 10 mV s⁻¹下的CV曲線比較，c,d)不同掃描速率下的CV曲線和A-Ti₃C₂T_x不同電流密度下對應的GCD曲線，e)不同電流密度下的比容量比較。

 
圖7。PYT/GN 4-5 //A-Ti₃C₂T_x ACS組裝后的電化學性能。
 
       相關科研成果由瑞典查爾姆斯理工大學化學與化學工程系Xiaoyan Zhang等人2023年發表在small (DOI: 10.1002/smll.202301449)上。原文：A Novel Aqueous Asymmetric Supercapacitor based on Pyrene-4,5,9,10-Tetraone Functionalized Graphene as the Cathode and Annealed Ti₃C₂T_x MXene as the Anode。

轉自《石墨烯研究》公眾號