杜蘭大學的一名獲獎研究人員帶領(lǐng)一個團隊取得了一些發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)可能會使電動汽車和便攜式設備（如手機和筆記本電腦）的充電速度大大加快。由Ken&RuthArnold科學與工程早期職業(yè)教授MichaelNaguib領(lǐng)導的團隊在納米尺度上設計了新型材料，以實現(xiàn)高功率和能量密度。

這種新材料有可能將充電時間從幾小時縮短到幾分鐘。

該團隊的工作，題為在室溫離子液體中的高性能超級電容器MXene電極通過預交聯(lián)的方式設計層間間距，已經(jīng)發(fā)表在《先進功能材料》雜志上，并被選為該出版物的封底。

Naguib說：我們所獲得的性能--在能量和功率密度方面--是非常出色的，并且彌補了電池和電容器之間的差距。

Naguib是二維材料和電化學儲能方面的專家。他說，向可再生能源的正確轉(zhuǎn)變導致了對能夠處理高充電率和高容量的電化學儲能裝置的迫切需求。

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雖然鋰離子電池，也被稱為鋰離子電池或LIBS，提供了最高的能量密度之一，但他說：當涉及到高充電率時，它們?nèi)匀缓軖暝宜鼈兊碾娊赓|(zhì)表現(xiàn)出一些安全問題。

另一方面，水基電化學電容器，也被稱為超級電容器，可以提供非常高的功率，但其能量密度是有限的。

在能源部能源前沿研究中心（DOE-EFRC）的資助下，作為流體界面反應、結(jié)構(gòu)和傳輸（FIRST）中心的一部分，Naguib的工作圍繞著MXenes展開，這是一種有前途的儲能材料，具有導電性，并能在層間承載離子，如鋰。室溫離子液體是有前途的電解質(zhì)，因為它們提供了穩(wěn)定性和更大的能量密度。但是由于它們的離子非常大，無法進入MXene層之間，所以儲存的能量是有限的。

Naguib說在這里，我們在各層之間引入了楔子或支柱來打開它們，使離子液體離子能夠儲存在MXene層之間，從而實現(xiàn)非常高的能量和功率密度。這項工作體現(xiàn)了優(yōu)化和設計二維材料的間距以釋放其新應用潛力的重要性。

除了來自杜蘭大學的作者之外，這項研究的團隊還包括來自橡樹嶺國家實驗室、范德比爾特大學、北卡羅來納州立大學和國家標準與技術(shù)研究所的研究人員。