mxene是一类二维金属碳(氮)化物纳米片，具有高体积比容量(1500f/cm3)和高质量比容量(380f/g)，是一种非常有前景的超级电容器电极材料。然而，目前报道的大部分是水系对称型超级电容器，存在工作电压窗口较窄(一般为0.6 v)的问题，导致获得的能量密度较低。因此，为充分发挥mxene的高比容量的特点，急需发展高电压超级电容器，以获得高的能量密度。
近，该研究团队使用ti3c2txmxene为负极，碳纳米管为正极，硫酸溶液和硫酸-对苯二酚混合液分别为负极和正极电解液，质子选择性透过的nafion膜为隔膜，构建了氢离子“摇椅”式非对称超级电容器。在充放电过程中，吸附在碳纳米管上的对苯二酚发生可逆的去质子化和质子化过程，为正极提供高赝电容；同时，伴随着负极氢离子的插入和脱出，ti3c2tx中的钛元素发生可逆的氧化还原反应。获得的mxene基非对称超级电容器不仅实现了氢离子在正负极之间可逆快速移动，而且器件具有1.6v的高工作电压和62wh/kg的高能量密度，为目前已报道的水系mxene基超级电容器的高值。该工作为mxene基非对称、高比能超级电容器的构建提供了新的思路。
上述工作得到自然科学基金、重点研发计划等的资助。
(原文标题：mxene基高比能超级电容器研究获进展)