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arXiv:2310.06334v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2023 年 10 月 10 日
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arXiv:2310.06334v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2023 年 10 月 10 日

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二维 (2D) 材料的表面工程已被证明是一种改善其功能特性的有效技术。通过设计 MXene 化合物 M 2 C 系列中的 Janus 化合物 MM ′ C（其中两个表面由两种不同的过渡金属 M 和 M ′ 构成），我们探索了它们作为酸性电解质超级电容器电极的潜力。利用密度泛函理论 (DFT) 1 结合经典溶剂化模型，我们深入分析了三种被氧钝化的 Janus MXenes - NbVC、MnVC 和 CrMnC 的电化学参数。还与相应的终点 MXenes Nb 2 C、V 2 C、Mn 2 C 和 Cr 2 C 进行了比较。我们发现由于 Janus 的形成，表面氧化还原活性增强，从而显著提高了 MXene 电极的电荷存储容量。我们的分析表明，功能性改进的根源在于 Janus 化合物中一种成分的电荷状态变化，而这种变化又源于表面处理导致的电子结构变化。我们的研究是首次针对超级电容器应用的 Janus MXenes 电化学特性进行研究，表明通过形成适当的 Janus 化合物进行表面工程是一种在基于 MXene 电极酸性电解质的储能设备中提取高功率密度的可能途径。

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