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储能系统技术 ★ 4.0

自组装柔性Ti3C2Tx MXene基热充电超级电容器

Self-assembled flexible Ti3C2Tx MXene-based thermally chargeable supercapacitor

作者 Lifeng WuLa LiGuozhen Shen
期刊 半导体学报
出版日期 2025年9月
卷/期 第 46 卷 第 9 期
技术分类 储能系统技术
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 Lifeng Wu La Li Guozhen Shen 半导体学报(英文版) Journal of Semiconductors
语言:

中文摘要

热充电超级电容器(TCSCs)在热能的收集、转换与存储方面具有独特优势,为热能利用新策略的发展提供了可能。二维MXene材料被认为是一类极具前景的新型热电材料。本文报道了一种基于自组装柔性Ti3C2Tx MXene的TCSC器件,采用制备的Ti3C2Tx MXene作为电极,NaClO4/PEO凝胶作为电解质,并探讨了其工作机理。所制备的器件平均塞贝克系数达11.8 mV∙K⁻¹,在不同温差下均表现出良好的循环稳定性。多种实际应用演示表明,该器件是自供能集成电子设备的理想候选之一。

English Abstract

Thermally chargeable supercapacitors(TCSCs)have unique advantages in the collection,conversion,and storage of thermal energy,contributing to the development of new strategies for thermal energy utilization.2D MXene materials are predicted to be highly promising new thermoelectric materials.Here,we report a self-assembled flexible Ti3C2Tx MXene-based TCSC device,using prepared Ti3C2Tx MXene as the capacitor electrode and a NaClO4/PEO gel as the electrolyte.We also explore the working mechanism of the TCSCs.The fabricated Ti3C2Tx-based TCSCs exhibit an excellent Seebeck coefficient of 11.8 mV∙K-1 on average and maintain good cycling stability under various temperature differences.Demonstrations of multi-ple practical applications show that Ti3C2Tx MXene-based TCSC devices are excellent candidates for self-powered integrated elec-tronic devices.
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SunView 深度解读

该MXene基热充电超级电容器技术对阳光电源储能系统和光伏产品具有重要应用价值。其11.8 mV·K⁻¹的塞贝克系数和柔性自组装特性,可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的热管理优化:利用功率器件(SiC/IGBT模块)运行时产生的废热进行温差发电,实现热能回收与辅助供电。该技术可集成到储能柜的散热系统中,为监控传感器、通信模块等低功耗设备提供自供能方案,降低辅助功耗。柔性特性使其适配复杂曲面安装,可应用于光伏逆变器散热器表面,配合iSolarCloud平台实现热能利用监测。该研究为阳光电源开发新型能量回收技术、提升系统综合能效提供了创新思路。