CTAB调控Cu-Co LDH形貌实现CuCo2S4三功能电极材料的可控制备与性能优化

针对能源存储与转换领域对高性能电极材料的迫切需求，研究人员通过CTAB辅助两步溶剂热法，成功制备出具有多孔结构的CuCo2S4>/镍泡沫电极。该材料展现出663 C g-1的高比容量、91.1%的循环稳定性及卓越的双功能电催化活性（OER 209 mV/HER 179 mV过电位），为超级电容器和电解水装置提供了一体化解决方案。

　　

随着化石能源枯竭与环境恶化加剧，开发高效能源存储与转换技术成为全球焦点。超级电容器(SCs)因其高功率密度和长循环寿命备受关注，但低能量密度制约其发展；同时，电解水制氢技术中高昂的贵金属催化剂成本亟待突破。在此背景下，过渡金属硫化物(TMS)因其多重价态和高导电性成为理想替代材料，其中CuCo₂S_{4>更因独特的尖晶石结构和双金属协同效应展现出三功能应用潜力。}

研究人员通过CTAB辅助的两步溶剂热法，在镍泡沫上原位生长CuCo₂S_{4>。关键技术包括：1）CTAB浓度调控的LDH形貌演变；2）硫化处理诱导的孔隙结构重构；3）电化学性能系统测试（三电极体系）；4）不对称电容器组装与电解水性能评估。}

【Structural and microstructural characterization】
XRD证实CTAB促使Cu-Co LDH从混合氢氧化物相转变为层状碳酸盐相（Co₂(OH)₂(CO₃)和Cu₂(OH)₂(CO₃)）。SEM显示1.5 mmol CTAB使LDH从纳米棒转变为片层结构，硫化后形成多孔碳基复合材料，比表面积显著提升。

【Electrochemical performance】
优化后的CuCo₂S_{4>电极在1 A g^-1下实现663 C g^-1比容量，10 A g^-1时仍有78%容量保持率。组装的非对称电容器能量密度达45.5 Wh kg^-1（1399.7 W kg^-1功率密度）。}

【Electrocatalytic activity】
多孔结构暴露丰富活性位点，使OER和HER过电位分别低至209 mV和179 mV，优于多数非贵金属催化剂。

该研究通过表面活性剂介导的形貌工程，实现了材料结构-性能的精准调控。CuCo₂S_{4>的三功能特性不仅简化了能源装置设计，其高导电碳基网络和双金属协同效应更为多功能电极材料开发提供新范式。S. A. Sanei和S.M. Masoudpanah的工作发表于《Materials Chemistry and Physics》，为清洁能源技术提供了兼具成本效益与性能优势的解决方案。}