阳离子取代对尖晶石型硫化物储能性能的影响

非对称超级电容器具有快速充放电、高功率密度和长期循环稳定等特点，电极材料的性质对其性能起到决定性作用，利用阳离子取代是调节电极材料结构、性质和优化储能性能的有效方法。通过控制尖晶石型硫化物中的阳离子组成，采用水热法在泡沫镍基底表面制备了MCo₂S₄（M代表Co、Ni或Cu）纳米片阵列。由于金属离子半径和电负性差异，向Co₃S₄中引入Ni²⁺或Cu²⁺形成NiCo₂S₄或CuCo₂S₄，会诱导其晶格结构发生应变，从而提升金属位点的反应活性。相比于Co₃S₄，NiCo₂S₄的电荷转移电阻和离子扩散电阻分别下降了48.6%和28.7%，获得了良好的电化学性能。当电流密度为1 A/g时，NiCo₂S₄的比容量为1 128.8 F/g；当电流密度为10 A/g时，比容量保持率为59.8%；经过8 000次循环后仍保持60.2%的初始比容量。     

不同维度的NiCoP对析氢反应的影响

形貌调控是提升电催化析氢反应性能的重要途径。通过理论计算和实验验证相结合的方法，研究了不同维度的NiCoP对析氢反应的影响；构建了一维纳米线(NW-NiCoP)和二维纳米片(NS-NiCoP)的结构模型。结果表明，NW-NiCoP在费米能级附近具有更高的态密度，有利于电荷高效传输，而NS-NiCoP则具有更高的氢吸附能，有利于进行Volmer反应。采用水热和磷化两步法分别制备了NW-NiCoP、NS-NiCoP和三维杂化纳米片线(NSW-NiCoP)；对不同维度的NiCoP进行了电化学测试。结果表明，在电流密度为-10 mA/cm²时，NSW-NiCoP的过电位为45 mV。