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Ni-MOF Nanosheet-Decorated MnS Hollow Microspheres as a p-n Heterojunction for High-Performance Supercapacitors
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2023-11-29 , DOI: 10.1021/acsanm.3c04465 Tong Li 1 , Fujuan Luo 1 , Lei Han 1 , Kai Tao 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2023-11-29 , DOI: 10.1021/acsanm.3c04465 Tong Li 1 , Fujuan Luo 1 , Lei Han 1 , Kai Tao 1
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Transition metal sulfides are promising electrode materials for supercapacitors (SCs), but they still suffer from sluggish electrochemical kinetics and volume changes during the electrochemical process. Herein, two-dimensional (2D) nickel metal–organic framework (Ni-MOF) nanosheets coated on MnS hollow microspheres to form a MnS@Ni-MOF p-n heterojunction have been constructed for SCs. The core–shell structure can provide abundant electroactive sites and void space benefits electrolyte ions diffusion. The charge redistribution in the p-n junction can form space-charge regions and a built-in field therein, which facilitates charge transfer, thereby enhancing intrinsic activity. Benefiting from these advantages, the optimal MnS@Ni-MOF-5 (12 h) displays outstanding specific capacity (687.0 C g–1 at1 A g–1), surpassing solitary MnS or Ni-MOF. Besides, the asymmetric SC comprising MnS@Ni-MOF-5 (12 h) demonstrates satisfactory energy density (maximal 28.7 W h kg–1) and stability (86.2%, 10,000 cycles at 5 A g–1).
中文翻译：
Ni-MOF 纳米片装饰的 MnS 空心微球作为高性能超级电容器的 pn 异质结
过渡金属硫化物是一种很有前景的超级电容器（SC）电极材料，但它们在电化学过程中仍然存在电化学动力学缓慢和体积变化的问题。本文中，二维（2D）镍金属有机骨架（Ni-MOF）纳米片涂覆在MnS空心微球上以形成MnS@Ni-MOF pn异质结，用于SCs。核壳结构可以提供丰富的电活性位点和空隙空间有利于电解质离子扩散。pn结中的电荷重新分布可以形成空间电荷区和其中的内置场，这有利于电荷转移，从而增强本征活性。受益于这些优点，最佳的MnS@Ni-MOF-5（12小时）表现出出色的比容量（687.0 C g –1 at1 A g –1），超越了单独的MnS或Ni-MOF。此外，包含MnS@Ni-MOF-5（12小时）的不对称SC表现出令人满意的能量密度（最大28.7 W h kg –1）和稳定性（86.2%，5 A g –1下10,000次循环）。
更新日期：2023-11-29
中文翻译：
Ni-MOF 纳米片装饰的 MnS 空心微球作为高性能超级电容器的 pn 异质结
过渡金属硫化物是一种很有前景的超级电容器（SC）电极材料，但它们在电化学过程中仍然存在电化学动力学缓慢和体积变化的问题。本文中，二维（2D）镍金属有机骨架（Ni-MOF）纳米片涂覆在MnS空心微球上以形成MnS@Ni-MOF pn异质结，用于SCs。核壳结构可以提供丰富的电活性位点和空隙空间有利于电解质离子扩散。pn结中的电荷重新分布可以形成空间电荷区和其中的内置场，这有利于电荷转移，从而增强本征活性。受益于这些优点，最佳的MnS@Ni-MOF-5（12小时）表现出出色的比容量（687.0 C g –1 at1 A g –1），超越了单独的MnS或Ni-MOF。此外，包含MnS@Ni-MOF-5（12小时）的不对称SC表现出令人满意的能量密度（最大28.7 W h kg –1）和稳定性（86.2%，5 A g –1下10,000次循环）。
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