近日，我院2024级硕士研究生谢平英以第一作者在国际期刊Energy & Fuels（IF=5.3）发表了题为“Surface functionalization and structural synergy strategy for the co-construction of a free-standing MXene hybrid film for high-performance flexible supercapacitors”的研究论文，江西农业大学为第一署名单位。我院卢丽敏教授、汪小强副教授及徐汉枰博士为共同通讯作者。该论文工作得到了国家自然科学基金、江西省自然科学基金、江西省教育厅基金和江西农业大学博士科研启动基金的支持。

二维层状MXene材料凭借高导电性和可调表面化学特性，在能源存储领域展现出巨大潜力。然而，纳米片间的弱层间粘附性及范德华力诱导的自聚集效应常导致自堆叠现象，严重制约其在柔性储能器件中的实际应用。针对上述挑战，本研究通过便捷的真空辅助过滤策略，设计出具有自支撑特性的纳米层状Ti₃C₂T_x–OH/羧甲基纤维素-聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（Ti₃C₂T_x–OH/CMC-PEDOT:PSS）复合薄膜，并将其作为柔性超级电容器电极材料。CMC作为EDOT的原位聚合模板，引导PEDOT链有序生长形成互连导电网络，有效抑制PEDOT:PSS的自聚集；同时CMC与PEDOT间的氢键作用增强了薄膜内部的界面相互作用。作为多功能插层剂，CMC-PEDOT:PSS通过协同空间位阻效应与静电排斥作用，在扩大Ti₃C₂T_x层间距的同时构建了高效离子/电子传输通道。此外，Ti₃C₂T_x表面的-F端被-OH取代后，为氧化还原反应提供了丰富的电活性位点。得益于这些界面工程策略与优化结构设计，该复合薄膜展现出卓越的机械强度（73 MPa拉伸强度）、优异导电性（75.6 S cm^–1）和突出的面积比电容（4 mA cm^–2电流密度下达2968 mF cm^–2）。基于该薄膜组装的对称超级电容器器件在1600 μW cm^–2功率密度下实现了94.8 μWh cm^–2的高面积能量密度，并在5000次循环后仍保持84.3%的初始容量，表现出优异的储能性能与循环稳定性。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5c05534

供稿：谢平英   审核：刘庆言