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中稿作品解读
ZHONGKEHUANCAI
研究人员提出了一种静电自组装的方法，将具有氧化还原活性的n型导电共轭聚电解质p(cNDI-gT2) CPE与高导电性的Ti₃C₂ MXene相结合，构建了有机/无机混合的Ti₃C₂@CPE超晶格结构，实现了NH₄⁺的快速可逆存储。
该超晶格结构充分发挥了Ti₃C₂和CPE之间的协同作用：CPE被限域在Ti₃C₂层间，抑制了Ti₃C₂的重堆积，可有效提升离子传输速率，而Ti₃C₂则提供了快速的电子传导网络。
研究表明，随着CPE比例的增加，此超晶格结构得以保持。并且通过精确调控CPE的负载量，超晶格结构具有可调性，主要体现在CPE在层间的堆积方式和Ti₃C₂ 层间距的变化上。特别是在最大CPE负载量的Ti₃C₂@CPE 2:1（MXene：CPE 质量比为2:1）结构中，CPE在Ti₃C₂层间呈现双层紧密堆积，显著提升层间距至2.36 nm。
通过分子动力学模拟，研究人员发现，在此结构中，与NH4+直径相当的3 Å大小孔隙体积显著增加，有利于促进铵离子的去溶剂化效应，从而提高了电荷转移效率，导致CPE的氧化还原活性的意外提升。
该异质结构展示了最强的聚合物氧化还原活性，其铵离子储存容量达到126.1 C/g，并表现出优异的倍率性能，在10 A/ g的高倍率条件下保持了81.5%的电容量，且经过10,000次循环后仍保留了89%的电容。
该研究揭示了通过设计可调的超晶格异质结构来提升氧化还原活性并实现快速离子传输的新策略，为高性能储能系统的开发提供了新的思路。
图片来源：Advanced energy materials
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