การขนส่งไอออนใน MXENS: ความคืบหน้าในการจัดเก็บพลังงาน

Mxena เป็นวัสดุเลเยอร์ที่สังเคราะห์โดยการย่อยแบบเลือกของเฟสสูงสุดซึ่งนำไปสู่ชุดขององค์ประกอบและคุณสมบัติ การสิ้นสุดพื้นผิวของพวกเขาสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้การจัดเก็บพลังงานและการแปลง

วัสดุเหล่านี้ได้รับการยอมรับสำหรับการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและความเสถียรทางกลซึ่งทำให้พวกเขามีแนวโน้มที่จะเป็นผู้สมัครสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานเช่นซุปเปอร์ซากศพและแบตเตอรี่ การศึกษาล่าสุดได้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาพฤติกรรมของการขนส่งไอออน MXEN และศักยภาพในการใช้งานทางเคมีไฟฟ้าต่างๆ

ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบหลักการสำคัญของคุณสมบัติ MXENE การสังเคราะห์และคุณสมบัติเชิงโครงสร้างรวมถึงการทดสอบกลไกการขนส่งไอออนและปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพในอุปกรณ์เคมีไฟฟ้า

กลไกและการใช้การขนส่งไอออน

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการขนส่งไอออนใน Mxeny มีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าหลายอย่าง ในสิ่งที่₂ การลดลง, mxenes ถูกระบุว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีแนวโน้มโดยมีการวิจัยเน้นความสำคัญของการสิ้นสุดของพื้นผิวและระยะห่างระหว่างเลเยอร์ในการอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนไหวของไอออน ในการแยกน้ำ Mxens แสดงศักยภาพเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการแยกตัวออกจากน้ำทั้งที่มีกลไกการขัดกันระหว่างการกระจายและกลไกที่สำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า

MXENY ยังมีบทบาทสำคัญในการใช้งานการจัดเก็บพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน Super Capacitors และแบตเตอรี่ พบว่าพฤติกรรมการขนส่งของไอออนส่งผลกระทบต่อความสามารถในการจัดเก็บและประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ การศึกษาระบุว่าการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้าง MXEN และองค์ประกอบสามารถนำไปสู่การปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงาน

ในแอพพลิเคชั่นการจัดเก็บพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่ง supercapacitors และแบตเตอรี่การดูแลรักษาไอออนส่งผลกระทบต่อความสามารถในการจัดเก็บและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้าง MXEN และองค์ประกอบเช่นการปรับวิธีการสังเคราะห์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของพวกเขาในแอปพลิเคชันเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ

วิธีการเช่นไฮโดรเทอร์มอลการย่อยด้วยไฟฟ้าเคมีและการสังเคราะห์เกลือหลอมเหลวส่งผลกระทบต่อระยะห่างระหว่างเฟอร์รีและเคมีพื้นผิวส่งผลโดยตรงต่อการนำไฟฟ้าและพลวัตของการขนส่งไอออน

กลไกของการขนส่งไอออนใน MXENEs รวมถึงการดูดซับไฟฟ้าสถิตปฏิกิริยารีดอกซ์เคมีไฟฟ้าและกระบวนการลูกตุ้ม การจำลองเชิงตัวเลขและการทดลองแสดงให้เห็นว่าปัจจัยต่าง ๆ เช่นการสิ้นสุดของพื้นผิวและความเข้มข้นของไอออนิกสามารถปรับปรุงความพร้อมของไอออน นอกจากนี้ heteroatoms ได้รับการทดสอบเป็นวิธีเพิ่มความเร็วของการขนส่งไอออนโดยการเปลี่ยนพลวัตของไอออนในวัสดุ

คาร์ไบด์สองมิติและไนโตรเจน (MXENES) สำหรับแอพพลิเคชั่นการจัดเก็บพลังงานเล่น