在酸性電解質中，Ti3C2Tx MXenes的贗電容電荷存儲通常被描述為包括質子插層/脫插層，同時伴隨著鈦中心的氧化還原和氧官能團的質子化/脫質子化。在這裡，我們以獨特的實驗配置進行納米級電化學測量，將電化學接觸區域限制為單層Ti3C2Tx薄片的一個小子區域(0.3 µm2)。在這種獨特的配置中，質子嵌入到層間空間是不可能的，並且表面過程與宏觀電極的體過程隔離。對不同尺寸MXene薄片的贗電容響應的分析表明，整個MXene薄片僅通過一個很小的基平面子區域的電化學接觸帶電，該子區域僅相當於薄片表面積的3%。我們在電化學接觸區外的贗電容充電的觀察表明了質子在MXene表面的快速傳輸機制。

圖文簡介

用於測量固定在碳支撐電極表面的單層Ti3C2Tx薄片的SECCM配置示意圖。基於seccm的循環伏安圖測量在跳躍模式下進行，探針移動模式顯示在彩色箭頭中(藍色接近，紅色後退，黑色移動到下一個測量位置)。b SECCM探針末端示意圖，突出了SECCM探針末端的納米級電化學液滴電池和雙電極電化學電池結構。c SECCM測量後，含有單層MXene固定在碳表面的樣品表面的電子顯微照片，每個SECCM樣品的位置根據表面成分突出顯示。

在20mm HClO4中掃描速率為0.5 V/s的碳表面(黑色)和單層MXene薄片(橙色)上的典型循環伏安圖。b在SEM圖像上觀察到的每個SECCM網格點的電容直方圖(N = 80)。c碳表面(黑色，N = 40)和MXene薄片(橙色，N = 24)表面電容的堆疊直方圖，其中單層Ti3C2Tx點基面高亮(紅色，N = 5)。

樣品表面的電子顯微照片，有大於5 μm2的薄片標記。b單層Ti3C2Tx相對於Ti3C2Tx薄片總面積的比重電容，由與電解液接觸時MXene質量正電容量得到。c由單層薄片總質量歸一化得到的比重電容。誤差條表示與b MXene接觸質量和c MXene薄片質量測定的標準偏差。

論文信息

論文題目：Isolation of pseudocapacitive surface processes at monolayer MXene flakes reveals delocalized charging mechanism

通訊作者：Kim McKelvey

通訊單位：惠靈頓維多利亞大學

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