近日，中心在英国化学会《纳米尺度》（Nanoscale）上在线发表了题为“α-Ni(OH)₂/NiS_1.97 heterojunction composites with excellent ion and electron transport properties for advanced supercapacitors”（具有卓越离子和电子传输性能的α-Ni(OH)₂/NiS_1.97异质结复合材料用于先进的超级电容器设计）的研究论文。该研究通过α-Ni(OH)₂和NiS_1.97之间异质结的构筑，获得了具有高自身离子和电子导电性的复合电极材料，切实提升了电极材料的利用率。

智能电子技术的快速发展对安全、高效的储能系统提出了更高的要求。与锂离子电池、钠离子电池和常规的电容器相比，电化学电容器，尤其是水系超级电容器，具有高安全性、充电速率快、循环寿命长等优点，已经成为当今研究热点之一。然而，由于可逆的氧化还原反应仅仅发生在电极材料的表面，导致电极材料的利用率较低，进而限制了超级电容器的整体性能。近年来，研究人员致力于通过微/纳米制备技术来提高电极材料的比表面；通过与高导电材料复合来降低电化学极化；通过优化其晶体结构来提升其离子传输性能。但同时具备高离子和电子导电性的电极材料还鲜有报道。

针对这一难题，中心提出通过构筑异质结来提升电极材料自身离子和电子导电性的研究策略，切实提高电极材料利用率，进一步设计组装出高性能超级电容器器件。该研究采用基于离子置换的外延生长法成功制备了α-Ni(OH)₂/NiS_1.97异质结复合材料。α-Ni(OH)₂和NiS_1.97之间异质结的构筑实现了彼此为对方提供离子或电子传输通道的设计，赋予了该材料优异的离子和电子导电性，使得该异质结材料在电化学测试中表现出高的利用率，该材料在三电极测试中比容量高达2375.8 F g^-1。将其与活性炭电极组装成非对称超级电容器器件，在5 A g^-1电流密度下循环10000周，容量保持率达到62.8 %，并展示出高的能量密度和功率密度。该工作为开发具有独特性能的异质结材料提供了一个新策略。

中原工学院先进材料研究中心为该论文的第一单位。中心青年教师卫武涛和硕士研究生吴佳瑞为共同第一作者，中心主任米立伟教授为通讯作者。该工作得到了国家自然基金委、河南省科技厅、河南省教育厅等单位项目的支持。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nr/c9nr00962k#!divAbstract