可持续高能量密度不对称超级电容器与高效电催化析氢：协同工程化硼片/MnO2/rGO纳米复合材料

《Nanoscale》：Sustainable High Energy Density Asymmetric Supercapacitor and Efficient Electrocatalytic Water Splitting: Synergistically Engineered Borophene with MnO2/rGO NanocompositeAvailable to Purchase

　　

超级电容电池和全水电解技术是储存能源和生产无碳燃料的新兴技术。多功能电极是超级电容电池和全水电解器件中最突出的关键因素。本工作采用了一种重要的合成策略，制备了还原氧化硼烯（即硼烯）与MnO2/rGO纳米复合材料，该复合电极作为超级电容电池和水电解的电催化剂，具有较高的扩散性能。此外，MnO2/硼烯/rGO纳米复合材料巨大的表面积和独特的多孔特性实现了在1 A g-1电流密度下756.4 F g-1（907.7 C g-1）的高比电容。同样地，在10 A g-1的电流密度下，该复合电极经过10,000次循环后仍保持95%的容量保持率。超级电容电池器件在2.2 V的操作电压下，在1099.5 W kg-1的功率密度下达到了90.01 Wh kg-1的极高比能量密度，并且在10,000次循环后仍保持95%的容量。此外，该超级电容电池器件通过以发光二极管（LED）作为负载进行了实时应用评估，并且测试了30天的可持续性。在电催化性能方面，在10 mA cm-2的电流密度下，MnO2/硼烯/rGO纳米复合材料表现出220 mV的低过电位，OER的Tafel值为136 mV/dec，HER为107 mV，Tafel值为88 mV/dec。这种双功能MnO2/硼烯/rGO纳米复合材料在形貌、存储和电催化活性方面的增强，提升了其电化学性能。凭借出色的储能和转换性能，MnO2/硼烯/rGO纳米复合材料有望在未来为能源、工业和交通领域的可持续超级电容电池和电解应用提供帮助。

图形摘要

超级电容电池和全水电解技术是储存能源和生产无碳燃料的新兴技术。多功能电极是超级电容电池和……

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? 2026 作者。由皇家化学学会出版

2026

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