journal article·2025-05Open access

Hollow Metal‐Organic Framework‐Derived Layered NiS 2 /MXene Composites for High‐Performance Supercapacitors

Zhaobin Chen, Yuting He, Youjuan Cao, Cuili Xiang, Yongjin Zou, Fen Xu, Lixian Sun

ChemNanoMat· Volume 11· Issue 5

Abstract

MXene, characterized by its unique layered structure, shows great promise as an electrode material for energy storage devices. MXene‐based electrode materials, with their excellent metallic conductivity, high packing density, and large specific surface area, efficiently store high‐rate Faradaic pseudocapacitive energy. This study successfully synthesizes a layered NiS 2 /MXene composite using a self‐assembly method. The structural design significantly increases the composite material's specific surface area and active sites while effectively suppressing the restacking of MXene nanosheets. Furthermore, the MXene layer wrapped around NiS 2 not only improves electrical conductivity but also stabilizes the hollow structure to prevent collapse. Test results reveal that the NiS 2 /MXene composite demonstrates a specific capacitance of 1016 F g −1 at a current density of 1 A g −1 . The asymmetric supercapacitor achieves an energy density of 46.6 Wh kg −1 at a power density of 698.7 W kg −1 , with excellent cycling stability. This study proposes a novel design strategy for asymmetric supercapacitor electrodes incorporating metal‐organic frameworks and MXene composites.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Catalysis and Hydrodesulfurization Studies · Nanoporous metals and alloys

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Guangxi Key Laboratory of Information Materials Guilin University of Electronic Technology 1# Jinji Road Guilin 541004 P. R. China

Funding

Natural Science Foundation of Guangdong Province · National Natural Science Foundation of China

References (67)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.ccr.2024.21604810.1016/j.ccr.2024.216048 ↗
2. 10.1016/j.cej.2024.14936510.1016/j.cej.2024.149365 ↗
3. 10.1016/j.ensm.2024.10385910.1016/j.ensm.2024.103859 ↗
4. 10.1016/j.nanoen.2024.10933310.1016/j.nanoen.2024.109333 ↗
5. 10.1016/j.jallcom.2024.17725310.1016/j.jallcom.2024.177253 ↗
6. 10.1016/j.cej.2024.15429410.1016/j.cej.2024.154294 ↗
7. 10.1016/j.ccr.2024.21608010.1016/j.ccr.2024.216080 ↗
8. 10.1016/j.chempr.2023.09.00910.1016/j.chempr.2023.09.009 ↗
9. 10.1016/j.est.2024.11256310.1016/j.est.2024.112563 ↗
10. 10.55713/jmmm.v33i3.167510.55713/jmmm.v33i3.1675 ↗
11. 10.1016/j.est.2024.11180810.1016/j.est.2024.111808 ↗
12. 10.1016/j.est.2024.11069810.1016/j.est.2024.110698 ↗
13. 10.1016/j.ijhydene.2024.05.19110.1016/j.ijhydene.2024.05.191 ↗
14. 10.1002/aesr.20210018310.1002/aesr.202100183 ↗
15. 10.1016/j.ceramint.2024.05.05010.1016/j.ceramint.2024.05.050 ↗
16. 10.1016/j.est.2024.11346410.1016/j.est.2024.113464 ↗
17. 10.1002/adfm.20230849710.1002/adfm.202308497 ↗
18. 10.1016/j.jmst.2019.10.03010.1016/j.jmst.2019.10.030 ↗
19. 10.1016/j.est.2021.10286210.1016/j.est.2021.102862 ↗
20. 10.1039/D4NR02277G10.1039/D4NR02277G ↗
21. Khokhar S. · Chem · 2024 · 7 · 101298
22. 10.1016/j.est.2024.11345510.1016/j.est.2024.113455 ↗
23. 10.1016/j.jcis.2024.04.20510.1016/j.jcis.2024.04.205 ↗
24. 10.1016/j.matchemphys.2023.12834010.1016/j.matchemphys.2023.128340 ↗
25. 10.1016/j.jmst.2020.03.02610.1016/j.jmst.2020.03.026 ↗
26. 10.1016/j.cej.2024.15400910.1016/j.cej.2024.154009 ↗
27. 10.1016/j.jelechem.2024.11808710.1016/j.jelechem.2024.118087 ↗
28. 10.1016/j.jpowsour.2023.23323910.1016/j.jpowsour.2023.233239 ↗
29. 10.1002/ente.20240013810.1002/ente.202400138 ↗
30. 10.1016/j.diamond.2024.11131910.1016/j.diamond.2024.111319 ↗
31. 10.1016/j.ijhydene.2023.03.08910.1016/j.ijhydene.2023.03.089 ↗
32. 10.1016/j.rineng.2024.10304510.1016/j.rineng.2024.103045 ↗
33. 10.1021/acsami.1c0523110.1021/acsami.1c05231 ↗
34. 10.1007/s12598-022-02120-z10.1007/s12598-022-02120-z ↗
35. 10.1016/j.susmat.2023.e0081410.1016/j.susmat.2023.e00814 ↗
36. 10.1016/j.ccr.2023.21520810.1016/j.ccr.2023.215208 ↗
37. 10.1021/acsaem.0c0316910.1021/acsaem.0c03169 ↗
38. 10.1016/j.ccr.2022.21451810.1016/j.ccr.2022.214518 ↗
39. 10.1016/j.cej.2023.14608810.1016/j.cej.2023.146088 ↗
40. 10.1142/S179329201950032210.1142/S1793292019500322 ↗
41. 10.1016/j.matchemphys.2024.12946310.1016/j.matchemphys.2024.129463 ↗
42. 10.1007/s11837-024-06518-110.1007/s11837-024-06518-1 ↗
43. 10.1007/s10854-024-12807-x10.1007/s10854-024-12807-x ↗
44. 10.1016/j.diamond.2024.11135510.1016/j.diamond.2024.111355 ↗
45. 10.1021/acsami.0c0101310.1021/acsami.0c01013 ↗
46. 10.1007/s10562-021-03851-x10.1007/s10562-021-03851-x ↗
47. 10.1039/D0SE00983K10.1039/D0SE00983K ↗
48. 10.1021/acsnano.1c0256710.1021/acsnano.1c02567 ↗
49. 10.1088/2053-1591/ab8d5d10.1088/2053-1591/ab8d5d ↗
50. 10.1016/j.matchemphys.2022.12673310.1016/j.matchemphys.2022.126733 ↗
51. 10.1021/acsnano.1c0351610.1021/acsnano.1c03516 ↗
52. 10.1016/j.electacta.2020.13652610.1016/j.electacta.2020.136526 ↗
53. 10.1016/j.est.2024.11375410.1016/j.est.2024.113754 ↗
54. 10.1016/j.cej.2024.15524010.1016/j.cej.2024.155240 ↗
55. 10.1007/s11837-024-06563-w10.1007/s11837-024-06563-w ↗
56. 10.1039/D4TA01430H10.1039/D4TA01430H ↗
57. 10.1016/j.jpcs.2024.11191910.1016/j.jpcs.2024.111919 ↗
58. Zhang F. · Energy Mater. · 2024 · 7 · 5839
59. 10.1016/j.materresbull.2020.11118610.1016/j.materresbull.2020.111186 ↗
60. 10.1016/j.ijhydene.2020.03.00110.1016/j.ijhydene.2020.03.001 ↗
61. 10.1016/j.est.2024.11109710.1016/j.est.2024.111097 ↗
62. 10.1039/D3TA00862B10.1039/D3TA00862B ↗
63. 10.1039/D4NJ00152D10.1039/D4NJ00152D ↗
64. Di L. · Interfaces · 2024 · 53 · 105070
65. 10.1016/j.compositesb.2019.10737310.1016/j.compositesb.2019.107373 ↗
66. 10.1016/j.jpcs.2022.11071610.1016/j.jpcs.2022.110716 ↗
67. 10.1016/j.cej.2019.12320710.1016/j.cej.2019.123207 ↗