随着科学技术的发展，能源存储系统在现代社会中发挥着越来越重要的作用。但是，能源存储系统会产生大量的电子垃圾，例如重金属和具有强酸碱度和毒性的电解质，从而导致严重的环境危害。利用可降解的能源存储系统来部分减少电子垃圾是解决此问题的有效手段之一。然而，为了保持能源存储系统出色的电化学稳定性，多数储能材料都难以降解。到目前为止，仅报道了少数可降解的能源存储系统。
在此基础上，重点实验室讲座教授、华中科技大学高义华教授团队通过在渗透压的作用下将ZnCl2中的Zn2+预嵌入到MXene层间改性 MXene(MXene/ZnCl2)，从而为后续 Zn2+ 嵌入打开了更多的活性位点。在此过程中，Cl-可取代MXene表面的部分-F基团。得益于上述改性策略，MXene/ZnCl2阳极在1.00 mV s-1时具有高达529.1 F g-1的电容，比纯MXene (在1.00 mV s-1时为400.3 F g-1) 高32.2%。以MXene/ZnCl2作为阳极，MnO2-MWCNTs作为阴极组装了锌离子混合超级电容器(ZHSC)。ZHSCs在185.0 W kg-1的功率密度下表现出90.1 Wh kg-1的高能量密度和长循环寿命 (12000次循环后容量保持率为86.9%)。通过激光雕刻技术将MnO2/MWCNTs阴极和MXene/ZnCl2阳极雕刻到叉指电极上，然后与ZnSO4/MnSO4水凝胶电解质在一起组装成可降解微型锌离子电容器(DMZHSCs)。 组装的DMZHSCs不仅具有出色的柔韧性，而且在PBS缓冲液中受到轻微外部刺激后 2小时内即可降解。该工作不仅为MXene改性提供了新方法，也为构建新型环保型电容器提供了新思路。桂林理工大学材料科学与工程学院为第一单位，我院联合培养硕士生毛科、华中科技大学硕士生时俊杰为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。此研究成果以“High-capacitance MXene Anode Based on Zn-ion Pre-intercalation Strategy for Degradable Micro Zn-ion Hybrid Supercapacitors”为题发表在国际权威学术期刊Nano Energy上（文章编号：2022，107791，链接https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107791）。
图1. MXene/ZnCl2电极的制造过程和微型ZHSC的示意图。(a) MXene/ZnCl2的制造过程。(b) ZHSCs 的微观示意图。
图2. MXene/ZnCl2和MnO2-MWCNTs的表征。
图3. MXene和预插层MXene的电化学性能。
图4. ZHSCs 的电化学性能。
图.5 DMZHSCs的电化学性能。
