本文主要由論文第一作者王子興撰寫。在此，特別感謝西南交通大學楊維清教授課題組的大力支持。謝謝大家對我們的持續關注！
致謝
感謝測試狗團隊在同步輻射吸收譜（XAS）等測試上的支持
研究背景
MXenes因化學性質活潑、表面易功能化而具有優異的電化學活性，但同時也嚴重加劇了其在超級電容器中的自放電行為。然而，這種自放電行為及其相關機制仍然是一個研究空白。自放電現象將嚴重限制超級電容器的容量、能量密度等其他性能。因此，必須更好地瞭解MXene基超級電容器的自放電機理，有效地緩解自放電現象，才能使超級電容器更有效地儲存能量。
研究成果
近日，西南交通大學楊維清教授課題組提出了一種界面化學調控策略，成功地闡明和有效地緩解了Ti3C2Tx MXene基超級電容器的自放電行為。本工作可以指導設計高性能和低自放電性能的MXene基超級電容器，並將促進其更廣泛的商業應用。
相關成果近期以“Unraveling and Regulating Self-Discharge Behavior of Ti3C2TxMXene-Based Supercapacitors”發表於《ACS Nano》上，研究生王子興，徐忠和黃海超為共同第一作者，張海濤副教授和楊維清教授為共同通訊作者。該項工作得到了國家自然科學基金、四川省科技廳合作項目以及中央高校基礎研究經費等項目的支持。
圖文解析
圖1. 揭示和調控Ti3C2Tx MXene基超級電容器的自放電效應。(a) 不同的緊密鍵合模型的示意圖。(b) 不同的鍵合模型導致了混合自放電機制。(c) 通過調控界面化學，實現調控自放電過程的策略。
圖2. Ti3C2Tx MXene基超級電容器的自放電行為。(a) MXene基超級電容器的示意圖。(b) 漏電流測試。(c) a-MXene和(d) t- MXene基超級電容器在不同的電流密度下的開路電位隨時間的變化。
圖3. a-MXene和t-MXene自支撐薄膜的形貌和成分組成。(a) a-MXene和(b) t-MXene自支撐薄膜典型的掃描電鏡圖。(c) t-MXene膜的能譜圖。(d) a-MXene和(e) t- MXene薄膜的高分辨X射線光電子能譜。
圖4. Ti元素的X射線吸收精細結構。(a) a-MXene和t-MXene以及Ti箔和TiO2的Ti K-edge XANES譜。(b)通過參考Ti箔和TiO2的Ti K-edge能量轉移，估算a-MXene和t-MXene中的Ti元素的平均氧化態。(c) a-MXene與t-MXene對應的EXAFS R空間擬合曲線。
圖5. MXene結構的DFT計算。(a) 通過調節MXene表面官能團從而緩解自放電的示意圖。
(b) 不同的功能化Ti3C2Tx吸附K原子的結構圖。(c) 不同位置的吸附能。研究小結
本工作通過實驗和理論計算，闡明和緩解了Ti3C2Tx MXene基超級電容器的自放電行為。顯然，這種對自放電機理的揭示和對自放電過程的調控，為深入認識自放電效應提供了一條途徑。
團隊介紹
楊維清，西南交通大學材料科學與工程學院教授/博導，四川省第十二屆政協委員，四川省千人計劃，四川省傑出青年，2007和2011年分別獲得四川大學碩士和博士學位，2011-2014年先後在電子科技大學和美國佐治亞理工學院從事博士後，2014年4月引進到西南交通大學材料學院教授博導，主要從事納米能源材料與功能器件的應用基礎研究。
近年來，在Adv. Mater.（IF: 25.809）, ACS Nano (IF: 13.903），Nano Lett.（IF：12.279）, Adv. Funct. Mater. (IF: 15.621) 等國際著名刊物上發表SCI收錄論文共計150餘篇 ，其中影響因子IF>10論文31篇，ESI高被引論文11篇，引用4900餘次(Google Scholar)。
同時，主持國家自然基金、四川省“千人計劃”創新人才項目、四川省傑出青年基金項目、教育部留學回國人員啟動基金項目等多項省部級項目，擔任科技部重大研發計劃項目會評專家、教育部長江學者評審專家和國家科技獎評審專家。申請專利40項(已授權18餘項)。所做的工作被美國知名網站美國國家自然基金委（NSF)、Newscientist，CCTV等近20家媒體專題報道，受到法國路透社，中國科學網、中國儲能網、中國網、新華網、人民網、鳳凰網等多家國內外媒體關注。也是Newscientists（科技媒體世界排名第一）首次報道西南交通大學的科研工作。相關科研成果在北京科技展和中關村科技展上，受到國務院副總理劉延東、中科院院長白春禮院士和中科院北京分院院長何巖院士的高度評價，受邀參加中國國際廣播電臺名人坊節目專訪。
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