超级电容器具有快速充放电、高功率密度、长循环寿命和高效能量转换等优点，使其在许多领域，如电动交通、电子设备和可再生能源储存等方面具有广泛的应用前景。MXenes由于其高导电性、亲水表面和丰富的表面基团，已被视为极具潜力的超级电容器电极材料。尽管先前报道的基于MXenes的超级电容器具有高电容和长循环寿命，但由于不可避免的自放电过程，这些超级电容器通常呈现出短期储电问题，严重限制了其储能效率。根据能量密度E = 1/2 CV²的公式（其中E、C和V分别表示能量密度、比电容和工作电压），电容器电压衰减30%就会导致50%的能量损失。因此，抑制MXenes超级电容器的自放电对推动其实际应用具有重要研究意义。

针对以上问题，我院新能源团队提出将向列相液晶分子4-n-戊基-4′-对氰基苯（5CB）引入Ti₃C₂Tx薄膜和LiCl电解质中。复合膜电极充满电后，插层于Ti₃C₂Tx纳米片之间和溶解于电解质中的5CB分子，由于电流变效应方向会发生改变而垂直于纳米片，形成一个阻挡层，从而增加电解质的粘度，并抑制离子的交叉扩散/重分布和寄生法拉第反应。结果表明，所提出的方案可以有效抑制MXenes基超级电容器（SCs）的自放电，促进了MXenes基超级电容器在能量存储设备和集成电子器件中的应用。

该成果发表在国际期刊《Nano Energy》（IF：17.6）上，题目为"Suppressing the self-discharge of MXenes-based supercapacitors by liquid crystal additive"，广西大学为第一通讯单位。

相关工作得到“国家自然科学基金”、“广西自然科学基金”、“广西科技基地和人才专项” 和“北京自然科学基金”等项目经费的大力支持。

论文作者：李佳敏（2021级硕士生），徐帅凯（通讯作者），黎裕冰（2023级博士生），万玲玉（通讯作者），尉国栋，蒋涛，李政，杨亚（通讯作者）。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108754。