SCMs|一步法构筑双功能镍铝水滑石纳米薄片用于高性能超级电容器和尿素氧化

镍基水滑石在能量存储(超级电容器)和转化(尿素氧化)领域是很有前景的电极材料。合理构建镍基水滑石的原子和电子结构对于实现其理想的电化学性能至关重要。

近日，中山大学严凯教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，报道了一种简单、环境友好的一步法制备富含氧空位的花瓣状镍铝水滑石(NiAl-LDHs)纳米薄片用于混合超级电容器和尿素氧化。

性能最好的富氧空位NiAl-LDHs纳米薄片具有216.6 m² g⁻¹的大比表面积和3.45 × 10⁻⁴ S cm⁻¹的高电导率，可在1 A g⁻¹的比电流下展示出2801 F g⁻¹(700 C g⁻¹)的超高比电容。

基于NiAl-LDHs//商业活性炭组装的混合超级电容器在400 W kg⁻¹比功率密度下可获得50.0 W h kg⁻¹的比能量，且循环10,000次后仍有91%的电容保持率。

同时，NiAl-LDHs纳米薄片作为高效的尿素氧化电催化剂，在1 mol L⁻¹ KOH和0.33 mol L⁻¹尿素中仅需1.42 V vs. 可逆氢电极的氧化电位就可达到10 mA cm⁻²的电流密度。

由于NiAl-LDHs的纳米薄片结构暴露了更多的活性位点和丰富的氧空位，其电化学性能优于大部分报道的镍基水滑石。因此，本研究为多功能纳米能源材料的合理设计奠定了良好的基础。

文章信息

Wang, Y., Liu, Y., Zhang, M. et al. One-step architecture of bifunctional petal-like oxygen-deficient NiAl−LDHs nanosheets for high-performance hybrid supercapacitors and urea oxidation. Sci. China Mater. (2022). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1978-3

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