武大/郑大AFM:双氧化还原活性位点NC@Ni2P/NiSe2异质结构可实现高效能量收集和存储

武大/郑大AFM:双氧化还原活性位点NC@Ni2P/NiSe2异质结构可实现高效能量收集和存储

对于传统电源(可充电电池和超级电容器(SCs))的频繁充电和供电的不便利性,集成能量收集和存储单元的自充电能量系统(SCPS)可有效解决上述问题。但是,先前报道的SCPS普遍存在充电时间长和效率低的问题,严重阻碍了它的进一步应用。因此,迫切需要探索用于高效SCPS的高性能能量收集和存储单元,以克服上述缺点。

基于此,武汉大学国世上孙成亮郑州大学赵亚婔等制备了锚定在高导电NC载体中的双氧化还原活性位点Ni2P/NiSe2异质结构(NC@Ni2P/NiSe2)。

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Ni2P/NiSe2具有双氧化还原活性位点和明确的异质界面,其具有丰富的电活性位点并促进了电子传输,从而显着加速了反应动力学。同时,Ni2P/NiSe2 NPs均匀地锚定在具有高导电性和电化学稳定性的NC NWs表面,实现了活性位点的高暴露和防止颗粒聚集,有利于循环稳定性并进一步增强反应动力学。

武大/郑大AFM:双氧化还原活性位点NC@Ni2P/NiSe2异质结构可实现高效能量收集和存储

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作为阴极的NC@Ni2P/NiSe2异质结构表现出高比面积/质量比电容(1 mA cm-2,4660 mF cm-2/2118 F g-1)和长期循环稳定性(5000次循环后电容保持率为88.7%),组装的SASD在1598.8 W kg-1时表现出60.4 Wh kg-1的高能量密度和超过5000次循环的卓越稳定性。

此外,还制备了RTENG,实现了810 V的高VOC和11.4 µA的ISC;集成的SCPS可在40秒内显示出3.8 V的优异自充电性能,60次循环后电压保持率高达98.1%,可持续为电子设备供电。这项工作为在下一代可持续能源中设计和开发具有双氧化还原活性位点和异质界面的新型纳米结构提供了指导。

Dual Redox Active Sites N-C@Ni2P/NiSe2 Heterostructure Supercapacitor Integrated with Triboelectric Nanogenerator toward Efficient Energy Harvesting and Storage. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204833

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