二十多年前，德雷克塞尔大学的研究人员发现了一种新的材料，他们称之为马克斯阶段(M代表过渡金属，A代表A族金属，X代表碳和/或氮)。当时，科学家们认为这种物质可以作为一种原始的粘性物质，所有的东西都来自于它——它包含所有的元素，但需要科学家组织。
自2011年以来，德雷克塞尔大学的研究人员一直在研究这种Max相粘性物质的迭代，称为“MXene”。它本质上是一种二维(2D)材料，它的名字来源于从MAX相中蚀刻和剥离原子薄铝层的过程。2013年，德雷克塞尔大学的研究人员首次发现了他们正在研究的数十种MXene材料中的一种可以作为能量储存的材料吗．
这项研究发表在期刊上自然能源， Drexel科学家与法国图卢兹Université Paul Sabatier的研究人员合作，使用了早期报道的由钛和碳化钼制成的MXene材料，并对其进行了一些改进，以达到新的充电速率范围，用于具有毫秒级充电时间的伪电容材料。
不像其他种类的超级电容器如电双层电容器，在pseudocapacitors电荷是通过化学机制储存的，就像电池一样。伪电容器位于电池和edlc之间，充满电只需几十秒到几分钟。它们的主要优点是可以储存和某些电池一样多的电量，同时运行速度更快。
德雷克塞尔大学的研究人员已经将伪电容器的充电时间从几十秒缩短到几毫秒。
“加快充电时间的关键在于电极结构，这使得离子很容易接触到MXene片表面，”德雷塞尔大学的博士生、该研究的合著者Maria Lukatskaya在接受电子邮件采访时说亚博真人yabo.at．“此外，在这项工作中，我们展示了一个延长的工作电压窗口，从而导致更高的能量密度。”
研究人员还没有提供能量密度值，因为这些指标是设备的特性，而不是材料。研究人员承认超级电容器的能量密度——甚至是使用类似电池的电荷存储的伪电容器——将比锂离子电池的能量密度要低。
然而，如果你想要一种能让当今众多电子产品快速充电的储能设备——几秒钟到几分钟，而不是几个小时——伪电容器就能提供这个机会。
“这项工作的关键价值在于证明，只要电极材料提供足够的电子和离子导电性，伪电容电荷存储可以实现与使用物理电荷存储的双层电容器相同的高速率(但每单位重量或体积的电荷存储要多5-10倍)，”Yury Gogotsi的实验室领导了这项研究，他在接受电子邮件采访时说亚博真人yabo.at．“我们相信这是能源存储领域的一个改变游戏规则的发展。”
为了使这项工作成为现实世界的能量存储设备，Gogotsi认为他们首先需要扩大材料合成。目前，他们在实验室里每批产量可达100克。在此之后，他们将需要设计使用MXenes和其他高导电性赝电容材料的储能设备。
Gogotsi补充道:“我们正在开发与MXene阴极相匹配的阳极，这将进一步扩大电压窗口——这意味着能量密度翻倍。”
