王 双,赵佳辉,王 淼,曲伟强,王建成,米 杰,裴晋平,冯 宇

(1.太原理工大学 省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西 太原 030024;2.太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室,山西 太原 030024;3.山西省安装集团股份有限公司,山西 太原 030012)

0 引 言

为了解决化石燃料迅速枯竭以及燃烧有关的生态问题,研究人员致力于开发和利用可再生清洁能源[1]。太阳能、风能、潮汐能和地热能等新型可再生能源的出现减少了对化石燃料的开采,但这些新型能源受气候环境和地域等因素影响,无法稳定连续供给能源,大幅限制了新型能源的发展和应用[2-3]。因此,能量转换与储存技术受到关注。

超级电容器具有环境友好、输出功率高、充放电速度快和电化学稳定性优异等优势,被视为最有潜力的储能设备之一[4-5]。电极材料作为超级电容器关键组成部分,决定储能性能优劣。过渡金属硫化物因其超高的理论比电容和丰富的氧化还原反应成为研究热点[6]。其中,硫化镍(NixSy)作为电极材料时,具有绿色环保、经济效益好、成本低和毒性弱等优点,能有效利用镍离子化学价的多变性、优异的电化学活性以及热稳定性,电容特性较优[7]。然而,NixSy欠佳的导电性极大限制电子传输效率[8]。此外,NixSy作为电极材料时易发生结构崩塌和体积膨胀,进而导致循环稳定性较差[9]。为解决以上问题,采用多种策略以提升NixSy导电性和循环稳定性。

合理构筑具有独特纳米结构的NixSy,如纳米线、纳米管、纳米片和纳米球等结构,可有效避免纳米颗粒聚集,从而减轻活性材料结构退化并增加电化学反应活性位点。……