尽管2D Ti3C2Tx是一种很好的超级电容器候选材料，但在高扫描速率下，特别是在实际质量负载（>10 mg cm-2）和厚度（几十微米）下，纳米片的重新堆积严重阻碍了离子的传输。

有鉴于此，苏州大学高立军教授，美国德雷塞尔大学Xu Xiao，Yury Gogotsi报道了一种Ti₃C₂Tx-NbN杂化电极，其利用二维NbN纳米晶阵列来调节Ti₃C₂Tx片间的离子传输，表现出与厚度无关的速率能力，电极厚度可达50 µm（堆积密度为3.5 g cm^-3，质量负载量为17.5g cm^-2）。

文章要点

1）采用拓扑化学方法合成了Ti₃C₂T_x -Mxene和二维阵列的NbN纳米晶。采用不同质量比的T_i3C2T_x和NbN的混合溶液真空过滤制备了Ti₃C₂Tx-NbN薄膜。

2）重新堆积的Mxene薄膜具有有限的离子可及表面积，并且由于Ti₃C₂T_x薄片之间严重的自堆积，可能会阻碍电解质渗透。Ti₃C₂T_x片层之间NbN纳米晶体的2D阵列通过防止它们的重新堆积，在扩大Ti₃C₂T_x的层间距和暴露电化学活性表面积方面显示出显著的效果。

3）高导电性和多孔的NBN阵列起着与碳纳米管相同的作用，在MXene纳米片之间充当间隔物和导电桥。然而，由于非2D形貌，可以实现更大的堆积密度。此外，NBN还可以参与酸性电解液中的氧化还原储能，而碳只提供双电层电容同时，NbN纳米晶体2D阵列的介孔结构允许快速的电解质渗透，缩短了离子传输路径，即使在很厚（109µm）的电极上也保持了快速的电荷转移速率。

4）研究人员在使用50 µm厚的Ti₃C₂T_x-NBN薄膜组装的对称器件上也展示了卓越的性能。

Hao Wang, et al, Enhanced Rate Capability of Ion-Accessible Ti₃C₂T_x-NbN Hybrid Electrodes, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001411

https://doi.org/10.1002/aenm.202001411.