磨料磨具网

       美国卓克索大学(Drexel University)的研究人员开发出一种特性类似黏土的新材料，可望让未来的超级电容与电池更容易制造、寿命更长、充电速度更快；这种被命名为 MXene 黏土的新材料是二维结构，由三层的钛(titanium)与两层碳所组成，仅5个原子的厚度。
       该开发团队是由卓克索大学材料科学与工程系特约教授Michel Barsoum所率领，他与他的研究人员是在美国能源部的赞助下，采用一种以钛为基础、名为MAX phase的基层陶瓷材料来做超级电容的电极，并因此发现了MXene黏土这种材料。
       Barsoum表示，他团队中的博士生Michael Ghidiu为了从MAX phase去除铝而采用化学蚀刻制程，想将该制程一般会使用的、有毒又不好处理的氢氟酸(hydrofluoric acid)换掉；后来Ghidiu以氟化盐(fluoride salt)与盐酸(hydrochloric acid)做为替代，后者无毒性而且比氢氟酸安全。
       经过以上制程的MAX phase材料分解成一堆黑色的颗粒，Ghidiu用水清洗却发现材料变成像黏土一样，而且有些东西以前并不存在。“我们一开始只是要换掉氢氟酸，结果产生某种像是黏土的东西；”Barsoum表示：“现在我们意外开发出这种新材料，它很便宜、能卷起来、能铸模、能做成任何你想要的样子。”
       当研究人员利用该种新材料做为超级电容的电极，结果其能源储存量“令人瞠目”；Barsoum 表示，每一立方公分的储存电量可以达到900法拉(farads)，是目前市面上以碳材料为基础的、电荷储存量最佳之超级电容的两到三倍。
       Barsoum与他的团队已经将研究成果在《Nature》期刊发表，内容主要是MXene黏土在超级电容上的应用；该种材料也可以用作电池的电极，并具备在储存能量上优于市面上锂离子电池材料的潜力：“我们目前不会把该材料的应用局限在超级电容。”
       而虽然到目前为止，该材料做为锂电池电极的储存表现不如市售Sony的电池，该团队正在努力确认其部分电容性能结果优于商用锂电池。在制造上，MXene黏土也比现有电池材料具备更多优势，包括其廉价、无毒的特性；Barsoum表示，该材料在制作时用到最多的就是水，成本低、对环境也友善，是最大的优势所在。