主要观点总结
本文研究了基于水凝胶电解质的水基锌离子混合电容器（ZIHCs），针对其在低温条件下性能急剧下降的问题，通过引入有机水凝胶电解质来解决。然而，大多数有机水凝胶电解质存在毒性、易燃性和高成本等问题。为此，桂林理工大学的李明教授联合广西大学黄海富副教授和中南大学方国赵教授研究了一种凝胶型抗冻高性能锌离子混合超级电容器。该文章为ZIHCs设计了一种两性离子水凝胶电解质，其显示出优异的抗冻性和高输出电压，并具有高能量密度和可穿戴设备的潜力。该文章还详细描述了该研究的关键点，包括羧甲基纤维素和MXene的加入如何增强水凝胶电解质的柔韧性和导电性，以及两性离子水凝胶电解质在抗冻性和高性能锌离子混合电容器中的应用。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
化石能源的减少及可穿戴电子设备需求的增加推动了先进电化学储能设备的研究。其中，基于水凝胶电解质的水基锌离子混合电容器因综合特点受到关注。
关键观点2: 主要挑战
传统水凝胶电解质在低温下的机械性能和导电性能急剧下降，限制了ZIHCs的电化学性能。
关键观点3: 创新解决方案
引入有机水凝胶电解质替代水凝胶中的一些水，形成能在低温下工作的有机水凝胶电解质。进一步研究了两性离子水凝胶电解质在抗冻性和高性能锌离子混合电容器中的应用。
关键观点4: 研究成果
设计了一种两性离子水凝胶电解质，具有优异的抗冻性和高输出电压。羧甲基纤维素和MXene的加入增强了其柔韧性和导电性。基于该电解质的ZIHCs具有高能量密度和可穿戴设备的潜力。
关键观点5: 通讯作者简介
介绍了李明教授、黄海富副教授和方国赵教授的研究背景和主要研究领域。
文章预览
由于化石能源的大幅减少以及人们对可穿戴电子设备需求的不断增加，越来越多的人们对先进的电化学储能设备进行了更为深入的研究，这些设备具有卓越的机械性能、高能量/功率密度、长工作寿命、出色的安全性、成本效益和生态友好性等综合特点。特别是， 基于水凝胶电解质的水基锌离子混合电容器（ZIHCs） 凭借其固有的无毒、低成本、安全和出色的机械性能而脱颖而出。 然而，由于水凝胶网络中大量的水不可避免地被冻结，传统的水凝胶电解质在低温条件下的机械性能和导电性能急剧下降，这严重恶化了ZIHCs的电化学性能，阻碍了其现实性。为了克服这一障碍，人们引入了一些有机化合物，如乙二醇、甘油、二甲亚砜和乙腈，以取代水凝胶中的一些水，形成有机水凝胶电解质，它能够在低温下工作。然而，大多数有机水凝胶电解质会有着
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