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Zeolitic Imidazolate Framework-Derived Zn/Co–S@Ni(OH)2 Nanoarrays with Excellent Energy Storage and Electrocatalytic Performance
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2023-08-18 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c01692 Linli Chen 1 , Wenna Zhao 2 , Hao Chen 1 , Kai Tao 1 , Guochang Li 1 , Lei Han 1
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2023-08-18 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c01692 Linli Chen 1 , Wenna Zhao 2 , Hao Chen 1 , Kai Tao 1 , Guochang Li 1 , Lei Han 1
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The design and development of high-performance electrochemical electrode materials are crucial for energy storage and conversion systems. This work reports a facile preparation of a self-supported Zn/Co–S@Ni(OH)2 array electrode in which a Zn/Co–S nanosheet is derived from a leaf-like zeolitic imidazolate framework (Zn/Co-ZIF-L). The core–shell structure provides multiple benefits such as enhanced electrical conductivity, an abundance of exposed active sites, and strong electronic interactions between Zn/Co–S and ultra-thin Ni(OH)2 nanosheets, facilitating faster charge transfer. Consequently, Zn/Co–S@Ni(OH)2 demonstrates remarkable electrochemical characteristics as an electrode material for supercapacitors with an area capacitance of 12.9 F cm–2 at a current density of 2 mA cm–2 in 2 M KOH. The assembled asymmetric supercapacitor device achieves a high energy density of 0.95 mW h cm–2, while showing excellent longevity with a retention of 90.9% over 5000 cycles. Additionally, the Zn/Co–S@Ni(OH)2 arrays demonstrate significant oxygen evolution reaction activity with an overpotential of 242 mV at 10 mA cm–2 in 1 M KOH and significant stability for more than 100 h. This work provides a valuable approach for synthesizing bifunctional electrode materials for both energy storage and electrocatalysis applications.
中文翻译：
具有优异储能和电催化性能的沸石咪唑骨架衍生的 Zn/Co–S@Ni(OH)2 纳米阵列
高性能电化学电极材料的设计和开发对于能量存储和转换系统至关重要。这项工作报告了一种自支撑 Zn/Co-S@Ni(OH) 2阵列电极的简便制备方法，其中 Zn/Co-S 纳米片源自叶状沸石咪唑酯骨架（Zn/Co-ZIF- L）。核壳结构具有多种优点，例如增强的导电性、丰富的暴露活性位点以及Zn/Co-S和超薄Ni(OH) 2 纳米片之间的强电子相互作用，从而促进更快的电荷转移。因此，Zn/Co–S@Ni(OH) 2作为超级电容器电极材料表现出卓越的电化学特性，在 2 M KOH 中电流密度为 2 mA cm –2时，面积电容为12.9 F cm –2 。组装的非对称超级电容器装置实现了 0.95 mW h cm –2的高能量密度，同时表现出出色的使用寿命，在 5000 次循环后保持率为 90.9%。此外，Zn/Co–S@Ni(OH) 2阵列表现出显着的析氧反应活性，在 1 M KOH 中、10 mA cm –2下的过电势为 242 mV ，并且具有超过 100 小时的显着稳定性。这项工作为合成用于储能和电催化应用的双功能电极材料提供了一种有价值的方法。
更新日期：2023-08-18
中文翻译：
具有优异储能和电催化性能的沸石咪唑骨架衍生的 Zn/Co–S@Ni(OH)2 纳米阵列
高性能电化学电极材料的设计和开发对于能量存储和转换系统至关重要。这项工作报告了一种自支撑 Zn/Co-S@Ni(OH) 2阵列电极的简便制备方法，其中 Zn/Co-S 纳米片源自叶状沸石咪唑酯骨架（Zn/Co-ZIF- L）。核壳结构具有多种优点，例如增强的导电性、丰富的暴露活性位点以及Zn/Co-S和超薄Ni(OH) 2 纳米片之间的强电子相互作用，从而促进更快的电荷转移。因此，Zn/Co–S@Ni(OH) 2作为超级电容器电极材料表现出卓越的电化学特性，在 2 M KOH 中电流密度为 2 mA cm –2时，面积电容为12.9 F cm –2 。组装的非对称超级电容器装置实现了 0.95 mW h cm –2的高能量密度，同时表现出出色的使用寿命，在 5000 次循环后保持率为 90.9%。此外，Zn/Co–S@Ni(OH) 2阵列表现出显着的析氧反应活性，在 1 M KOH 中、10 mA cm –2下的过电势为 242 mV ，并且具有超过 100 小时的显着稳定性。这项工作为合成用于储能和电催化应用的双功能电极材料提供了一种有价值的方法。
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