创新非对称超级电容器设计：利用CuS和WO3提升储能性能

《Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy》：Innovative Asymmetric Supercapacitor Cell Design: Harnessing CuS and WO3 for Enhanced Energy Storage

本文报道了一种新型非对称超级电容器，以水热法合成的硫化铜（CuS）为正极、三氧化钨（WO3）为负极，实现了高比电容（211.43 F/g）、优异能量密度（247.6 Wh/kg）和功率密度（1.451 kW/kg）。该设计通过电极材料协同效应拓宽电压窗口，为高功率需求场景（如电动汽车、智能电网）提供高效储能解决方案。

　　

亮点（Highlights）

本研究通过巧妙配对硫化铜（CuS）正极与三氧化钨（WO₃）负极，构建出高性能非对称超级电容器（ASCs）。CuS的高导电性和WO₃的多氧化还原特性形成互补，协同拓宽器件工作电压至2.9 V，实现能量密度（247.6 Wh/kg）与功率密度（1.451 kW/kg）的卓越平衡，性能媲美商用锂离子电池。

结果与讨论（Results and discussion）

通过X射线衍射（XRD）等表征手段证实材料成功合成：CuS（图1a）与WO₃（图1b）的衍射峰分别与标准卡片（JCPDS 00-006-0464等）高度匹配，表明获得结晶度良好的单相材料。电化学测试显示，该非对称器件在1 A/g电流密度下展现211.43 F/g的高比电容，且循环稳定性优异，归因于电极材料的快速法拉第反应（pseudocapacitance）与双层储能（EDLC）的协同作用。

结论（Conclusions）

本研究成功开发了一种基于CuS//WO₃的非对称超级电容器，其2.9 V高工作电压及接近锂离子电池的能量密度，凸显了过渡金属硫化物与氧化物组合在高效储能领域的潜力。水热法合成的电极材料具有可扩展性，为下一代高功率密度储能设备提供了新思路。