對(duì)于傳統(tǒng)電源(可充電電池和超級(jí)電容器(SCs))的頻繁充電和供電的不便利性，集成能量收集和存儲(chǔ)單元的自充電能量系統(tǒng)(SCPS)可有效解決上述問(wèn)題。但是，先前報(bào)道的SCPS普遍存在充電時(shí)間長(zhǎng)和效率低的問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了它的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，迫切需要探索用于高效SCPS的高性能能量收集和存儲(chǔ)單元，以克服上述缺點(diǎn)。

基于此，武漢大學(xué)國(guó)世上、孫成亮和鄭州大學(xué)趙亞婔等制備了錨定在高導(dǎo)電NC載體中的雙氧化還原活性位點(diǎn)Ni₂P/NiSe₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)(NC@Ni₂P/NiSe₂)。

Ni₂P/NiSe₂具有雙氧化還原活性位點(diǎn)和明確的異質(zhì)界面，其具有豐富的電活性位點(diǎn)并促進(jìn)了電子傳輸，從而顯著加速了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，Ni₂P/NiSe₂ NPs均勻地錨定在具有高導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性的NC NWs表面，實(shí)現(xiàn)了活性位點(diǎn)的高暴露和防止顆粒聚集，有利于循環(huán)穩(wěn)定性并進(jìn)一步增強(qiáng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

作為陰極的NC@Ni₂P/NiSe₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出高比面積/質(zhì)量比電容(1 mA cm^-2，4660 mF cm^-2/2118 F g^-1)和長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性(5000次循環(huán)后電容保持率為88.7%)，組裝的SASD在1598.8 W kg^-1時(shí)表現(xiàn)出60.4 Wh kg^-1的高能量密度和超過(guò)5000次循環(huán)的卓越穩(wěn)定性。

此外，還制備了RTENG，實(shí)現(xiàn)了810 V的高V_OC和11.4 μA的I_SC；集成的SCPS可在40秒內(nèi)顯示出3.8 V的優(yōu)異自充電性能，60次循環(huán)后電壓保持率高達(dá)98.1%，可持續(xù)為電子設(shè)備供電。這項(xiàng)工作為在下一代可持續(xù)能源中設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有雙氧化還原活性位點(diǎn)和異質(zhì)界面的新型納米結(jié)構(gòu)提供了指導(dǎo)。

Dual Redox Active Sites N-C@Ni₂P/NiSe₂ Heterostructure Supercapacitor Integrated with Triboelectric Nanogenerator toward Efficient Energy Harvesting and Storage. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204833