MXenes已经成为有前途的高容量超级电容器电极材料，但它们的电压窗口并不宽，阻碍了MXenes被制成具有高能量密度的水系对称超级电容器。为了获得高能量密度，构建不对称超级电容器是一种可靠的设计选择。

中科院沉阳金属研究所Xiaohui Wang和中科院大连化物所Zhong-Shuai Wu团队提出了通过整合Ti3C2Tx MXene的负电极和氧化还原活性氢醌（HQ）/碳纳米管的正电极来实现具有高能量密度的水系氢离子混合超级电容器的策略。两个电极由Nafion膜隔开，在H₂SO₄电解质中是质子可渗透过该膜。在充电/放电时，氢离子在正负极之间来回穿梭以进行电荷补偿。质子引起的MXene和HQ的高电容以及互补的工作电压窗口同时增强了电化学性能。

该混合型超级电容器在1.6V电压窗口中工作并且提供62 Wh kg^-1的高能量密度，其大大超过迄今为止报道的水系不对称超级电容器的能量密度，此外，还具有出色的循环稳定性，全固态平面混合超级电容器为双极电池提供出色的灵活性和集成度来提高电容和电压输出。

Minmin Hu, Cong Cui, Chao Shi, Zhong-Shuai Wu, Jinxing Yang, Renfei Cheng, Tianjia Guang, Hailong Wang, Hongxia Lu, Xiaohui Wang, High-Energy-Density Hydrogen-Ion-Rocking-Chair Hybrid Supercapacitors Based on Ti3C2Tx MXene and Carbon Nanotubes Mediated by Redox Active Molecule. ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.9b01762

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.9b01762