Eletrodos de Sulfeto de Níquel 2D com Superior Estabilidade Térmica Eletroquímica juntamente com Longa Estabilidade Cíclica para Supercapacitadores

Os supercapacitadores são dispositivos contemporâneos de armazenamento de energia eletroquímica que preenchem a lacuna entre os supercapacitores convencionais e as baterias recarregáveis. Supercapacitadores utilizam materiais de eletrodo ativos do tipo bateria para seu armazenamento de carga. Entre os diversos materiais futuristas, os dicalcogenetos de metais de transição recebem atenção proeminente devido às suas excelentes capacidades de armazenamento de carga. Aqui, a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas de nanosheets de sulfeto de níquel em duas dimensões (2D) em camadas e sua aplicação como materiais ativos de eletrodo em supercapacitadores assimétricos de alto desempenho são relatadas. A arquitetura em camadas 2D é preferida para os materiais ativos de eletrodo, pois a nanostrutura de eletrodo em camadas proporciona um movimento sem obstáculos para os íons do eletrólito durante o processo de armazenamento de carga, que inclui mecanismos de intercalação/desintercalação. A estabilidade térmica eletroquímica do eletrodo 2D NSN revela que sua estabilidade em eletrólito KOH (aquoso) é melhor do que em eletrólitos LiOH (aquoso) e NaOH (aquoso). O eletrodo de supercapacitador sintetizado usando 2D NSN exibe excelentes desempenhos de armazenamento de carga eletroquímica, apresentando uma capacidade específica máxima de 594,77 C g −1 (uma capacitância massiva específica equivalente de 991,29 F g −1 ) em eletrólito KOH 2 M (aquoso). O desempenho de ciclagem eletroquímica do eletrodo 2D NSN mostra uma estabilidade superior a 40 000 ciclos sem perda de capacidade significativa. Um dispositivo de supercapacitador assimétrico fabricado com o eletrodo 2D NSN como positrodo e carbono ativado como negatrodo exibe uma capacidade massiva específica máxima de 143,58 C g −1 com uma densidade de energia correspondente de 29,91 Wh kg −1 em eletrólito KOH 2 M (aquoso).