优化的三元异质结构锆/聚苯胺-二硫化镍作为电催化剂，用于高效水氧化和超级电容器应用

《Advanced Sustainable Systems》：Optimized Ternary Heterostructure Zirconium/Polyaniline-Nickel Disulfide Served as Electrocatalyst for Efficient Water Oxidation and Supercapacitor Applications

过渡金属硫化物NiS?掺杂Zr和聚苯胺（PANI）通过共沉淀法制备的Zr/PANI-NiS?复合材料，在1M KOH中表现出68 mV dec?1的塔菲尔斜率和53.305 m2 g?1的高比表面积，实现氧析出反应（OER）的优化动力学和超级电容器的高性能（1362 F g?1，96%保持率，98%库伦效率。

　　

摘要

目前，电化学研究是全球在绿色能源生产和存储应用方面的主要研究方向。在过渡金属硫化物家族中，二硫化镍（NiS₂）具有大量的氧化还原活性位点以及较高的理论比容量，使其成为超级电容器和水氧化应用中高性能电极材料的潜在候选者。本研究采用了一种简便的共沉淀方法制备了锆/聚苯胺-二硫化镍（Zr/PANI-NiS₂）复合材料，其中锆（Zr）以1%和3%的重量百分比（wt.%）掺入到固定量的2%聚苯胺（PANI）中。优化后的3% Zr/PANI-NiS₂样品在1 M KOH溶液中，于10 mA cm^?2的电流密度下表现出优异的氧演化反应（OER）动力学性能，Tafel斜率为68 mV dec^?1。Brunauer–Emmett–Teller（BET）技术表明，3% Zr掺杂的样品具有较高的比表面积（53.305 m² g^?1），这意味着该样品拥有更多的活性位点、良好的电荷传输能力以及更优异的长期稳定性。在超级电容器性能方面，3% Zr/PANI-NiS₂样品的比电容为1362 Fg^?1（在2 Ag^?1电流密度下），容量保持率为96%，库仑效率为98%。锆（Zr）和聚苯胺（PANI）的协同作用显著提升了二硫化镍（NiS₂的性能，使其成为超级电容器和水氧化应用中的理想材料。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。