水相深共熔溶剂中胶束驱动的电解质工程：揭示极性和氢键供体在高能量超级电容器中的作用

《Journal of Materials Chemistry A》：Micelle-Driven Electrolyte Engineering in Aqueous Deep Eutectic Solvents: Unveiling the Role of Polarity and Hydrogen-Bond Donors for High-Energy SupercapacitorsAvailable to Purchase

　　

深共晶溶剂 (DESs) 是一种有前景的绿色溶剂，适用于制备具有电化学应用的软材料，因为它们具有高极性、可调粘度和强 H-键网络，从而能够形成独特的溶剂化环境，并影响表面活性剂的分子相互作用和自组装。在本工作中，首先利用各种技术确定了十四烷基三甲基溴化铵 (TTAB) 在水性 DES 环境中的胶束化行为。此外，在该策略中，首次将包含溶解在水性 DES 混合物中的胶束的胶体系统作为新型胶体离子电解质，用于基于 MXene 的对称超级电容器测试，在双电极系统中，我们在 0.5 A g^-1 的电流密度下实现了良好的电压窗口 (2V)、高达~65.94 Wh Kg^-1 的能量密度和高达~474.83 F g^-1 的比电容。此外，超级电容器表现出出色的电容保持率，在 1000 次循环后约为~99%，在 0.5 A g^-1 下进行 10,000 次充放电循环后约为~91.84%。水的存在破坏了 DESs 的 H-键网络，并通过改变 DESs 的极性影响表面活性剂的自组装，这是由溶剂变色探针研究确立的。观察发现，水性 DES 混合物中的胶束充当高效的离子传输介质，同时由于 TTAB 的自由单体离子 (TTA⁺) 的促进，在铝电极表面上均匀分布的 MXene 片提供了有效的电极 - 电解质界面接触。Dunn 的分析进一步揭示，扩散控制的离子传输优于表面控制的过程，表明胶束电解质促进的增强离子迁移率和传输在电荷存储动力学中起着主要作用。因此，胶束电解质提供了对离子传输和电极 - 电解质界面相互作用的额外可调控制度，这使得相对于传统电解质，电化学性能得到了改善。该研究为水性 DES 环境中表面活性剂的自组装提供了新的见解，并强调了它们在为能源存储设备设计先驱电解质系统中的未被开发的潜力，此前从未被探索过。

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? 2026 作者。由皇家化学学会出版

2026

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