Revelando el Mecanismo de Almacenamiento de Carga por Pseudo‐Intercalación de MXenes en Electrolito Ácido

Resumen Desde el descubrimiento de Ti 3 C 2 T x en 2011, la familia de carburos, carbonitruros y nitruros de metales de transición bidimensionales (conocidos colectivamente como MXenes) ha atraído rápidamente la atención de quienes desarrollan aplicaciones de almacenamiento de energía, como electrodos para supercapacitores con electrolitos acuosos ácidos. El excelente rendimiento de estos MXenes se atribuye a un mecanismo de almacenamiento de energía pseudocapacitivo, basado en la forma no rectangular de las curvas de voltametría cíclica y en los cambios en el estado de oxidación del titanio detectados mediante espectroscopía de absorción de rayos X in situ. Sin embargo, el mecanismo pseudocapacitivo no se entiende bien y no se han reportado cambios dimensionales debido a la inserción de protones. En este trabajo, se utilizan difracción de rayos X in situ y teoría del funcional de densidad para investigar el mecanismo de almacenamiento de carga de Ti 3 C 2 T x en 1 M H 2 SO 4. Los resultados revelan que ocurre una expansión y contracción de 0.5 Å del parámetro de red c de Ti 3 C 2 T x durante el ciclo en una ventana de voltaje de 0.9 V, mostrando que el mecanismo de almacenamiento de carga es una pseudocapacitancia de intercalación con implicaciones para el uso de MXene en almacenamiento de energía y actuadores electroquímicos.