Nanofils métalliques de TiC à structure monocristalline pour un stockage d'énergie électrochimique robuste et à large température

Des matériaux d'électrode personnalisés avec une bonne adaptabilité aux températures et une haute capacité de courant sont essentiels au développement de sources d'énergie à large température. Ici, des nanofils de TiC de haute qualité sont uniformément cultivés sur un tissu en carbone flexible comme électrode de supercapaciteur à double couche électrique autoportante. Les nanofils de TiC, de 20 à 40 nm de large et de 3 à 6 µm de long, sont monocristallins et hautement conducteurs, proches d'un métal typique. Des supercapaciteurs symétriques sont construits avec un électrolyte liquide ionique et des électrodes de nanofils de TiC comme source d'énergie stable à large température et à long cycle. La durée de vie en cyclage à haut débit des électrodes de nanofils de TiC est démontrée avec une rétention de capacité de 96,8 % à 60 °C (≈440 F g −1), 99 % à 25 °C (≈400 F g −1), et 98 % à −25 °C (≈240 F g −1) après 50 000 cycles à 10 A g −1. De plus, en raison de leur haute conductivité électrique, les arrays de nanofils de TiC montrent une libération d'énergie ultrarapide avec une constante de temps de réponse rapide d'environ 0,7 ms. Les résultats démontrent la viabilité des nanostructures de carbure métallique comme matériaux d'électrode robustes à large température pour des supercapaciteurs à haut débit et ultrastables.