Суперконденсаторы на основе MXene Ti3C2Tx, выделенного из супернатанта, с токосъёмниками, пассивированными графеном, полученным методом CVD

Изготовлен суперконденсатор со сверхвысокой ёмкостью, в котором в качестве активного электродного материала используется нанослоистый MXene, а в качестве токосъёмника — никелевая фольга. Высококачественный Ti3C2Tx, полученный из супернатанта в процессе травления и промывки, значительно повышает удельную ёмкость. В качестве дополнительной стратегии поверхность никелевой фольги модифицировали нанесением графена, полученного методом химического осаждения из паровой фазы (CVD). Графен, выращенный непосредственно на никелевой фольге, использовали в качестве токосъёмника, сформировав электродную структуру Ti3C2Tx/графен/Ni. Пассивирование поверхности токосъёмников существенно влияет на перенос заряда, что, в свою очередь, повышает ёмкость суперконденсаторов. Установлено, что ёмкость суперконденсаторов на основе графена более чем в 1,5 раза превышает ёмкость суперконденсаторов без графена. По данным циклической вольтамперометрии при скорости развертки 5 мВ/с достигнута высокая удельная ёмкость, составляющая приблизительно 542 Ф/г. Кроме того, суперконденсатор на основе графена демонстрирует квазипрямоугольную форму кривых циклической вольтамперометрии и симметричное поведение на кривых заряда–разряда. Также подтверждена циклическая стабильность до 5000 циклов с высоким сохранением ёмкости при высокой скорости развертки 1000 мВ/с. Анализ эквивалентной схемы по диаграмме Найквиста выявил снижение последовательного сопротивления и высокую предельную ёмкость.