近日，我院助理教授周双与合作者在国际期刊《Nano Energy》（Q1, IF：19.069）上，以“Ultra-small ZnS enhanced by Fe-N-C for Advanced Potassium-Ion Hybrid Capacitors: Electronic Transfer Dynamics and Ion Adsorption Capability”为题发表最新研究成果。深圳技术大学周双助理教授作为该文章的共同通讯作者，另两位通讯作者为中国地质大学（武汉）特聘教授董轶凡以及武汉纺织大学毕惠婷。

随着社会的发展，可充电电池，如锂离子电池（LIBs），已被广泛地应用于电子设备的主要电源。然而，锂资源的昂贵价格大大阻碍了锂离子电池的进一步应用。在众多候选材料中，钾资源的低成本和K/K+的低氧化还原电位（与标准氢电极相比为-2.93V）引起了人们的广泛关注。然而，由于K+尺寸较大，电极的动力学效果较差，阻碍了钾离子电池（PIBs）的商业发展。此外，电极材料的电荷储存能力差，将不可避免地影响PIBs的循环稳定性。因此，探索合适的阳极材料是具有挑战性和紧迫性的。

研究团队制备了内部超小ZnS纳米颗粒（约10 nm）和Fe-N-C外壳（ZnS@FeNC），其表现出了良好的K+储存特性。超小的ZnS纳米颗粒和Fe-N-C网络之间的协同效应被证实是增强K+储存的根源。Fe-N-C骨架减轻了ZnS纳米颗粒的体积变化，促进了KFSI电解质的扩散和K+的插入/提取。当作为PIBs应用时，这种ZnS@FeNC在阳极应用中呈现出优异的比容量（0.1 A g-1下471 mAh g-1），稳定的循环能力（1 A g-1下每循环0.011%的容量衰减）。更重要的是，在与商业活性炭材料组装的钾离子混合电容器（PIHC）器件表现出卓越的能量密度（142.88 Wh kg-1，200.5 W kg-1）和功率密度（10025 W kg-1，36.1 Wh kg-1）与超长的寿命（3000次循环后在1 A g-1下容量保留88%）。这种电极的独特结构为储能材料设计提供了新的思路。

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https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.108065