NiCo2S4 @ NiMoO4コアシェルヘテロ構造ナノチューブアレイは、バインダーフリー電極としてNiフォーム上に成長し、高容量で高い電気化学的性能を示しました

要約

コアシェル構造のシステムは、コアとシェル部分の両方から受け継がれた優位性により、クリーンエネルギー製品に最適なアーキテクチャの1つとして証明されており、より優れた導電性と高表面積を提供できます。ここでは、階層的なコアシェルNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ Niフォーム（NF）上のヘテロ構造ナノチューブアレイ（NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF）は正常に作成されました。その新しいヘテロ構造により、容量性能が向上しています。 2006 F g ^-1 までの比静電容量 5 mA cm ^-2 の電流密度で得られました、元のNiCo ₂よりもはるかに高かった S ₄ ナノチューブアレイ（約1264 F g ^-1 ）。さらに重要なのは、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFと活性炭（AC）は、非対称スーパーキャパシターの正極と負極として集められました。製造されたままのNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF // ACデバイスは、2000サイクルにわたって78％の静電容量保持率を備えた良好なサイクル動作を示し、21.4 Wh kg ^-1 の高いエネルギー密度を示します。電力密度は58W kg ^-1 2 mA cm ^-2 。表示されているように、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFコアシェルのヘテロ構造は、エネルギー貯蔵におけるスーパーキャパシターに大きな期待を寄せています。

背景

増え続けるエネルギー消費量は、高性能でクリーンな再生可能エネルギーの探求を動機付けています[1,2,3,4,5,6]。エネルギー貯蔵用の有望な信頼性の高いデバイスと見なされているスーパーキャパシタは、優れた電力密度、急速な充電/放電特性、長いサイクル安定性、および環境への配慮を示し、研究者から大きな注目を集めています[7、8]。現在、スーパーキャパシタは、カーボンナノチューブ、グラフェン、活性炭など、純粋に静電的な性質（非ファラデー電気二重層）[9]によって電荷を蓄積するために、高表面積の炭素材料を使用しています。ファラデーレドックス反応、遷移金属酸化物、金属硫化物、または導電性ポリマーを疑似コンデンサー電極材料として利用すると、それらの炭素質電極材料よりも高い比容量が示されます[2、10]。遷移金属酸化物は、低毒性、低コスト、および天然存在比の特性を備えた他の疑似容量性材料に比べていくつかの利点があります[11]。これまでに研究されたこれらの遷移金属酸化物の中で、NiCo ₂のような三元金属酸化物 O ₄ [12]、CuCo ₂ O ₄ [13]、NiMoO ₄ [14]、CoMoO ₄ [15]などは、単一のコンポーネントよりもはるかに高い導電率と豊富な電気化学的活性部位を提供でき、電気化学的エネルギー分野で広く研究されています[12、13、14、15]。電気化学的性能を改善するために三元金属酸化物電極で大きな進歩が見られたが、これらの電極材料は依然として不十分な導電性、遅いイオン拡散速度、および電気化学的手順中の深刻な体積変化に悩まされており、スーパーキャパシタ[16、17]。したがって、電気化学的エネルギー貯蔵デバイスの増大するニーズを満たすために、高性能の新しい電極材料を探索することが不可欠です。

最近、CoS [18]、NiS [19]、CuS [20]、Co ₉を含む遷移金属硫化物を開発するために多くの試みが行われています。 S ₈ [21]、およびNiCo ₂ S ₄ 対応する金属酸化物[5]と比較して満足のいく導電率のため、スーパーキャパシタ電極材料として[22]。さらに、三元硫化物は、両方の金属イオンからの結合の寄与により、それらの裸の二元硫化物よりも高い導電率を持ち、より豊富なレドックス反応を提供することができます[23、24]。そしてNiCo ₂ S ₄ 電極はエネルギーデバイスで優れた電気化学的性能を持っているため[23、24、25]。ただし、以前の多くのレポートでは、ほとんどのNiCo ₂ S ₄ 電極は高静電容量の要件を満たすことができませんでした[26]。この問題に対処するための1つの可能な解決策は、電気化学的挙動を強化するために、大きな電気化学的活性表面を備えた金属硫化物のさまざまな形態を設計および合成することです。特に、コアシェルヘテロ構造ナノアレイは、表面積の拡大、導電率の増加、コアとシェルの材料によって生み出される相乗効果などの多くの利点を提供できるため、電気化学的挙動を改善するための効率的なアプローチを示します[27]。 / P>

最近、NiCo ₂など、さまざまなコアシェルハイブリッド構造構成が製造されています。 S ₄ @Ni（OH）₂ [28]、NiCo ₂ S ₄ @Co（OH）₂ [29]、NiCo ₂ O ₄ @NiMoO ₄ [30]、Co ₃ O ₄ @NiMoO ₄ [31]、NiMoO ₄ @Ni（OH）₂ [32]など、電気化学的性能が向上しています。この進歩にもかかわらず、効果的で単純な方法によって明確に定義された形態を備えたコアシェルヘテロ構造を製造することは依然として大きな課題です[33]。性能をさらに最適化するために、コアシェルヘテロ構造を集電体上で直接成長させることができます。これにより、活物質と基板の間に良好な機械的接着と電気的接続が提供されます。次に、この構成は活物質の利用を増やし、より高い静電容量につながります[34]。

上記のアイデアに基づいて、NiMoO ₄の外層を備えたコアシェルヘテロ構造 NiCo ₂を覆うナノシート S ₄ Niフォーム上のナノチューブアレイは、簡単な水熱処理と熱処理によって合成されており、高度なバインダーフリー電極として使用できます。準備されたままのNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFハイブリッド電極は、2006 F g ^-1 まで高い比容量を示します。これは、元のNiCo ₂よりもはるかに高い値です。 S ₄ ナノチューブアレイ（NiCo ₂ S ₄ / NF）5 mA cm ^-2 、および50 mA cm ^-2 で2000サイクルにわたって保持される75％の静電容量の優れたサイクル性能。最近、NiCo ₂に基づく非対称スーパーキャパシタ S ₄ @NiMo ₂ O ₄ / NFおよびACは、1.6 Vの広い電圧ウィンドウ、21.4 Wh kg ^-1 の最大エネルギー密度を提供します。、および40 mA cm ^-2 で78％の静電容量保持の良好なサイクル安定性 2000サイクル以上。上記の結果は、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFコアシェルヘテロ構造は、スーパーキャパシター用途で有望な電極材料です。

メソッド

NiCo ₂の合成 S ₄ / NF

NiCo ₂ S ₄ / NFは、以前のレポート[7、26、28]と同様の2段階の水熱プロセスによって製造されました。まず、Niフォーム（1×4 cm）をHCl溶液（3 mol L ^-1 ）で洗浄しました。）そしてアセトンを脱イオン（DI）水とエタノールを使用して完全に洗浄しました。前処理されたNiフォームが得られた。次に、Co（NO ₃ ）₂ ・6H ₂ O、Ni（NO ₃ ）₂ ・6H ₂ Oと尿素を2：1：5のモル比で70mLのDI水に溶解しました。次に、システムをテフロンで裏打ちされたオートクレーブ内で、洗浄されたNiフォームの存在下で移動させました。 120°Cで12時間維持した後、Ni-Co前駆体は正常に調製されました。 NiCo ₂ S ₄ / NFは、Ni-Co前駆体をNa ₂で処理することによって得られました。 S溶液（0.03 mol L ^-1 ）イオン交換プロセスにより、90°Cで12時間。調製したままのNiCo ₂の平均質量負荷 S ₄ / NFは約2mg cm ^-2 。

NiCoの合成₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF

NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFは、煆焼プロセスと組み合わせた熱水ルートによって調製され、以前に公開されたいくつかの修正された研究[32、35]に従っていました。通常、NiCo ₂ S ₄ / NFを1ミリモルのNi（NO ₃を含む70mLの溶液に入れました。）₂ ・6H ₂ Oおよび1ミリモルのNa ₂ MoO ₄ ・2H ₂ O100°Cで4時間の水熱処理を行います。その中で、得られたままのサンプルは、Ar雰囲気下で温度を400°Cで2時間維持することによってアニールされました。 NiCo ₂の質量負荷 S ₄ @NiMoO ₄ 約3mg cm ^-2 。

材料の特性評価

準備された材料の構造は、X線回折（XRD、オランダPhilip X’Pert）を使用して調査されました。 NiCo ₂からの形態の情報 S ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFは、走査型電子顕微鏡（SEM、JSM-6700F、JEOL）および透過型電子顕微鏡（TEM、JEM-2100、200 kV、JEOL）によって研究されました。 X線光電子分光法（XPS）の測定は、Thermo Scientific ESCALAB250XI分光計で行われました。

電気化学的測定

電気化学ワークステーション（CS 2350、武漢）で3電極構成を実施し、2 mol L ^-1 の電気化学特性を分析しました。 KOH電解質。作用電極はNiCo ₂でした S ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF（面積1×1cm）では、対極としてPt箔を使用し、参照電極として標準カロメル電極（SCE）を使用しました。技術には、サイクリックボルタンメトリー（CV）、定電流充放電（GCD）、および電気化学的インピーダンス分光法（EIS）が含まれていました。 EISテストは、周波数0.01 Hz〜100 kHz、振幅5mVの正弦波電圧を重ね合わせて実施しました。放電曲線に基づいて、比容量（C _s 、F g ^-1 ）は、次の式に基づいて計算されました：C _s =IΔt/mΔV、ここで、m（g）、I（A）、ΔV（V）、およびΔt（s）は、それぞれ、質量、電流、電圧ウィンドウ、および放電手順中の時間を表します。

非対称スーパーキャパシタの製造

非対称スーパーキャパシタ（ASC）デバイスの電気化学的測定は、2電極構成で調査されました。構成にはNiCo ₂が必要でした S ₄ @NiMoO ₄ / NFとACはそれぞれ正極と負極、濾紙はセパレーターとして。その後、包装用のテープで包みました。その後、2 mol L ^-1 の電解液に浸しました。 KOHを使用して、最終的に組み立てられた非対称NiCo ₂を取得しました。 S ₄ @NiMoO ₄ // ACデバイス（追加ファイル1：図S1）。特に、活性炭を10 wt％のアセチレンブラックおよび5 wt％のポリフッ化ビニリデン（PVDF）と混合してスラリーを形成し、AC電極を作成しました。続いて、スラリーを前処理したNiフォーム（面積1×1cm）に直接コーティングし、60°Cで12時間真空乾燥しました。正極と負極の質量は、Q ₊のバランス理論で決定されました。 =Q _- （Q =C _s mΔV）効率的な電荷蓄積を確保します。ここで、C _s （F g ^-1 ）、m（g）およびΔV（V）は、それぞれ、比静電容量、電極の質量、および電位窓を表します。上記のバランス理論に基づくと、ACの負極の最適な質量負荷は約24.84 mg cm ^-2 です。。

結果と考察

階層型NiCo ₂の製造プロセス S ₄ @NiMoO ₄ / NFを図1に示します。最初に、その場での成長手順とイオン交換プロセスを含む2段階の水熱合成法の下で、NiCo ₂ S ₄ 高導電性ミクロポーラスNiフォーム上のナノチューブアレイが得られました。続いて、NiMoO ₄ 相互接続されたナノシートシェルは、NiCo ₂のバックボーンに堆積されました S ₄ 熱熱処理とアニーリングプロセスによるナノチューブアレイ。

調製されたままのNiCo ₂のXRDパターン S ₄ @NiMoO ₄ Niフォーム上のコアシェルナノチューブアレイを図2に示します。Niフォームの基板は、パターンの3つの主要なピークに対応しています。 31.7°、38.2°、50.4°、および55.5°の他のいくつかの強いピークは、NiCo ₂に適切にインデックス付けできます。 S ₄ （PDFカードNo. 43-1477）、31.4°、36.9°、55.1°の回折ピークはNiMoO ₄に属します（PDFカードNo. 86-0362）、NiCo ₂の形成を示します S ₄ およびNiMoO ₄ 。その上、準備されたままのNiCo ₂のXPS結果 S ₄ @NiMoO ₄ 追加ファイル1に示されています：図S2。完全な調査スペクトルは、主に製品にNi 2p、Co 2p、Mo 3d、S 2p、O 1が存在することを示しています（追加ファイル1：図S2A）。 Ni2pとCo2pの結合エネルギーは、NiCo ₂の形成と一致しています。 S ₄ [36、37]。追加ファイル1に示すXPSの結果：図S2は、複合材料にNi ²⁺ が含まれていることを示しています。、Ni ³⁺ 、Co ²⁺ 、Co ³⁺ およびMo ⁶⁺ 、NiCo ₂の相構造と一致している S ₄ @NiMoO ₄ [36、38、39]。

NiCo ₂の一般的な形態と微細構造 S ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF電極材料を図3に示します。NiCo₂のさまざまな倍率でのSEM画像 S ₄ Niフォーム上のナノチューブを図3a–cに示します。図3aおよびbの画像から、Niフォームの基板上に均一に覆われた草のような3次元（3D）ナノ構造が、多数のNiCo ₂によって形成されました。 S ₄ ナノチューブ。また、ナノチューブの直径は約70〜100 nmです（図3c）。その後、NiCo ₂の表面 S ₄ ナノチューブが粗くなり、NiMoO ₄の層状シェル相互接続するナノシートは、NiCo ₂の表面に完全に堆積します。 S ₄ ナノチューブ。これにより、階層的なコアシェルヘテロ構造が生成されます（図3d–fを参照）。得られたNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ ナノチューブは、大規模なNiフォーム骨格にうまく整列しています（図3dおよび挿入図）。高倍率のSEM画像（図3eおよびf）は、NiMoO ₄ ナノシートは互いに架橋されており、NiCo ₂の両方の表面を満たしています。 S ₄ ナノチューブとそれらの間のスペース。したがって、高い比表面積の構造が生成され、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ ナノチューブの平均直径は約700nmです。 NiCo ₂の詳細な構造 S ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFはさらにTEMによって提供されます。図3gは、NiCo ₂のTEM画像を示しています。 S ₄ Niフォームから削り取られたナノチューブ。この画像は、NiCo ₂ S ₄ ナノチューブは明確な中空ナノ構造を持っています。左下の図3gの拡大画像は、NiCo ₂を示しています。 S ₄ ナノチューブは15±2nmのシェルの厚さを示します。右上の挿入図は、NiCo ₂の形成をさらに確認しました。 S ₄ 立方相の（311）面に応じて0.28nmの格子間隔を持ちます。 NiCo ₂のTEM画像（図3h） S ₄ @NiMoO ₄ / NFは、NiMoO ₄ ナノシートはNiCo ₂の表面に均一に覆われています S ₄ ナノチューブ、およびNiMoO ₄の厚さシェルは約300nmで、SEM画像と一致しています。図3hの挿入図は、電気化学反応中のイオン拡散に役立つ、スタックと折り目でいっぱいの多数の薄いナノシートを含む層を明確に示しています。 HRTEM（高分解能透過型電子顕微鏡）画像は、0.243nmの格子縞がNiMoO ₄の（021）面とよく一致していることを示しています。レイヤー（図3i）。上記の結果は、NiCo ₂を示しています S ₄ @NiMoO ₄ XRDパターンに準拠したコアシェルナノチューブが構築されています。

NiCo ₂の電気化学的性能 S ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFバインダーフリー電極は、CV、GCD、およびEISの手法を測定することにより、3電極構成で研究されました（図4、追加ファイル1：図S3およびS4）。図4aは、NiCo ₂のCV曲線を示しています。 S ₄ / NF電極とNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF電極、電位窓0〜0.5 V、10 mV s ^-1 。 NiCo ₂の場合 S ₄ / NF電極、いくつかのレドックスピークが表示されます。これは、主にM ²⁺ に関するレドックス反応に由来します。 / M ³⁺ （M =Ni、Co）レドックスカップル[28]は、典型的な疑似容量性能を示しています。 NiCo ₂の場合 S ₄ @NiMoO ₄ / NF電極、拡張されたピークはM ²⁺ によるものです / M ³⁺ （M =Ni、Co）NiCo ₂からのレドックスカップル S ₄ コアとNi ²⁺ / Ni ³⁺ NiMoO ₄のレドックスカップルシェル。電気化学的プロセスの間、Mo原子の酸化還元反応は起こりません。その場合、Moの酸化還元挙動はテストされた静電容量に寄与しません[32]。 Mo元素が重要な役割を果たしたのは、三元金属酸化物の導電率を改善し、電気化学的性能を向上させることです[6]。電極の静電容量は、CV曲線で囲まれた領域で表されます。 NiCo ₂との比較 S ₄ / NF、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NF電極は、NiMoO ₄の存在によって拡大された領域を所有していましたナノシートは、ハイブリッドコアシェル電極がより高い比静電容量を持っていることを示しています。 NiCo ₂のCV曲線 S ₄ @NiMoO ₄ / NFおよびNiCo ₂ S ₄ さまざまなスキャンレートでの/ NF電極を、それぞれ図4bと追加ファイル1：図S3Aに示します。曲線の形状とレドックスピークの存在は両方とも、電極の疑似容量性を示しています。スキャンレートが増加しても、電極の分極挙動により、すべての曲線の形状はピーク位置のわずかなシフトで維持されます[35]。 GCD測定は、NiCo ₂の容量特性を決定します S ₄ / NF電極とNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ / NFハイブリッド電極。手付かずのNiCo ₂との比較 S ₄ 、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ 5 mA cm ^-2 で放電時間が長くなるため、より多くの電荷を蓄えることができます。（図4c）。さらに、各曲線には、充電/放電プロセスに存在する明確な電圧プラトーがあり、これは、CV曲線と一致するレドックス反応から生成される静電容量特性を明らかにします。図4dおよび追加ファイル1：図S3Bは、さまざまな電流密度で準備された電極のGCD曲線を示しています。すべての曲線に明確なプラトー領域があり、電極の疑似容量性能を証明しています。図4eは、準備された2つの電極のさまざまな電流密度での比静電容量を示しています。裸のNiCo ₂の比静電容量 S ₄ 1264、1025、903、838、708、645、572 F g ^-1 と計算されました 5、10、15、20、30、40、50 mA cm ^-2 、それぞれ。裸のNiCo ₂とは対照的に S ₄ 、NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ 2006、1879、1761、1664、1538、1386、1305 F g ^-1 の大幅に強化された比容量を表示します電流密度5、10、15、20、30、40、50 mA cm ^-2 、それぞれ。ハイブリッド電極は、主に次の5つのメリットにより、より高い容量を備えています。（1）設計されたコアシェルハイブリッド構成と3D Niフォームのミクロポーラス機能により、電解質イオンの拡散が容易になります。（2）レドックス反応の場合、ナノチューブアレイはより露出した電気活性部位をもたらす可能性があります。（3）多孔質NiCo ₂ S ₄ 高導電性の骨格は、活物質の導電性経路を構築し、導電性の向上と高速の可逆的酸化還元反応をもたらします。（4）NiCo ₂のバインダーフリー特性 S ₄ @NiMoO ₄ 低い界面抵抗を可能にし、中毒性がない場合、電極の「非アクティブ」表面が大幅に減少します[26、40]。（5）NiCo ₂の相乗効果 S ₄ ナノチューブコアとNiMoO ₄ ナノシートシェルは、静電容量にもプラスの効果をもたらします。図4eに示されている計算された静電容量の結果に基づいて、NiCo ₂の静電容量 S ₄ @NiMoO ₄ 電流密度の増加に伴って約65.1％のままであり、これは元のNiCo ₂よりも高くなっています。 S ₄ （45.3％）。したがって、良好なレート能力は、NiCo ₂のより高い導電率によるだけではありません。 S ₄ 、しかしまた相互接続されたNiMoO ₄の非常に多孔性の構造のため NiCo ₂の表面の両方にナノシートが充填されている S ₄ ナノチューブとその間のスペース。これにより、微視的領域へのアクセスがさらに向上します。

サイクリック性能は、スーパーキャパシタデバイスで重要な役割を果たします。図4fは、NiCo ₂のサイクリング安定性を示しています。 S ₄ およびNiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ 50 mA cm ^-2 で2000サイクル後のハイブリッド電極。サイクル数が増えると、比容量は徐々に減少します。 2000サイクルを超えても、初期静電容量の75.3％が保持されており、NiCo ₂よりも優れたパフォーマンスを発揮します。 S ₄ （2000サイクルで64.6％）。 NiCo ₂の場合 S ₄ @NiMoO ₄ 電極の場合、比容量は最初の100サイクルで増加します。これは、電極の活性化によって利用可能な活性部位が増加するためです[41]。さらに、NiCo ₂の優れた電気化学的性能をさらに調べるために、EIS測定が実行されました。 S ₄ @NiMoO ₄ 電極。追加ファイル1：図S4は、NiCo ₂のインピーダンスナイキスト線図を示しています。 S ₄ @NiMoO ₄ 2000サイクル前後のハイブリッド電極。ナイキスト線図は互いに類似しており、高周波数領域に準半円、低周波数領域に直線が含まれていました。低周波数領域の直線は、電極表面への電解質の拡散挙動に起因するウォーバーグ抵抗を示しています[42、43]。また、サイクリング前後のハイブリッド電極のウォーバーグ抵抗はほとんど変化しておらず、この電極の良好なサイクル安定性を示しています。そして、これは上で分析された電気化学的性能と一致しています。

NiCo ₂の潜在的なアプリケーションを評価する S ₄ @NiMoO ₄ スーパーキャパシターの電極、2電極構成の非対称スーパーキャパシターデバイスは、NiCo ₂で構築されました。 S ₄ @NiMoO ₄ AC電極は、面積1 cm ² の正極と負極として機能します。、それぞれ、セパレーターとしてのろ紙と2 mol L ^-1 電解質としてのKOH。活性炭の比静電容量は85.07F g ^-1 です。 5 Ag ^-1 の電流密度で（追加ファイル1：図S5）。図5aは、0〜0.8〜0〜1.6 Vのさまざまな電圧ウィンドウでのデバイスのCV曲線を示しています。画像から、ASCデバイスの電圧ウィンドウは期待どおりに1.6Vを達成できます。さまざまなスキャンレートでのデバイスのCV曲線を図5bに示します。さまざまなスキャンレートでのCV曲線の形状はほぼ維持されており、ASCデバイスの優れた静電容量動作を示しています。 NiCo ₂のGCD曲線 S ₄ @NiMoO ₄ // 2〜40 mA cm ^-2 のACデバイス 0〜1.6 Vの電位窓の場合は、図5cにさらに示されています。放電曲線から評価された比静電容量は、60.05、55.16、49.74、46.66、43.06、39.50、および35.45 F g ^-1 です。 2、5、10、15、20、30、および40 mA cm ^-2 、それぞれ、図5dに示されているように。コンデンサのサイクル寿命は、40 mA cm ^-2 でのGCDサイクリングによって測定されています。（図5e）。 2000サイクル後も、比容量は78％のままであり、良好なサイクル安定性を示しています。 NiCo ₂のインピーダンスナイキスト線図 S ₄ @NiMoO ₄ // 2000サイクル前後のACデバイスは、追加ファイル1：図S6に示されています。プロットは、デバイスのWarburg抵抗がサイクリングの前後でほとんど変化しないことを示しており、非対称デバイスの優れた安定性を示しています。図5fは、他のデバイスとは対照的に、エネルギー密度と電力密度の関係を示しています。 NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ // ACデバイスは21.4Wh kg ^-1 を表示します 58 W kg ^-1 、12.6 Wh kg ^-1 を維持電力密度1158W kg ^-1 。以前に報告された出版物と比較して、私たちの仕事のエネルギー密度はNiCo ₂のものよりも高いです O ₄ // AC（13.8 Wh kg ^-1 ）[44]、β-NiS//β-NiS（7.97 Wh kg ^-1 ）[45]、NiCo ₂ O ₄ // AC（14.7 Wh kg ^-1 ）[46]、NiCo ₂ O ₄ //多孔質炭素（6.61 Wh kg ^-1 ）[47]、NiCo ₂ O ₄ @MnO ₂ // AG（活性化グラフェン）（9.4 Wh kg ^-1 ）[48]、NiCo ₂ O ₄ / Cuベース//AG（12.6 Wh kg ^-1 ）[49]、NiCo ₂ S ₄ // ABPP（活性化バルサム梨パルプ）炭素質（3.72 Wh kg ^-1 ）[50]。

結論

つまり、新しい階層型NiCo ₂ S ₄ @NiMoO ₄ コアシェルヘテロ構造を備えたナノチューブアレイは、Niフォーム上にうまく堆積されています。スーパーキャパシターの電極として、2006 F g ^-1 の高い比静電容量を示します。 5 mA cm ^-2 良好なサイクル安定性（50 mA cm ^-2 で2000サイクル後に75％）。さらに、NiCo ₂に基づいて非対称スーパーキャパシタが得られました。 S ₄ @NiMoO ₄ とACをそれぞれ正極と負極として使用し、60.05 F g ^-1 の比静電容量を実現します。 2 mA cm ^-2 電位窓は1.6Vです。また、最大エネルギー密度は21.4 Wh kg ^-1 です。優れたサイクル安定性（40 mA cm ^-2 で2000サイクルで78％）、スーパーキャパシタの分野で有望な候補になります。