Влияние варьирования прекурсоров на морфологию и электрохимические характеристики тонких пленок NiSx, синтезированных с помощью метода SILAR
Мария Витальевна Канева,
Александра Александровна Мелешко,
Максим Игоревич Теневич,
Мария Олеговна Еникеева,
Илья Андреевич Кодинцев,
Артем Анатольевич Лобинский Аннотация
В данной работе тонкие пленки сульфида никеля были синтезированы методом SILAR с использованием различных солей никеля в качестве прекурсоров. Было систематически исследовано влияние соли-прекурсора на морфологию и электрохимические характеристики слоев. Анализ СЭМ показал, что пленки NiSx, полученные из хлорида никеля, демонстрируют наиболее однородную и свободную от трещин морфологию. Электрохимические измерения показали корреляцию между морфологией пленки и емкостными характеристиками. В частности, электрод на основе NiSx, синтезированный с использованием раствора соли хлорида никеля, показал максимальную удельную емкость, равную 1902 Ф/г при плотности тока 1 А/г. Полученные результаты подчеркивают решающую роль выбора прекурсора в оптимизации структурных и электрохимических свойств электродов на основе сульфида никеля для применения в устройствах хранения энергии.
Об авторах
Мария Витальевна КаневаRussian Federation
Александра Александровна Мелешко
Russian Federation
Максим Игоревич Теневич
Russian Federation
Мария Олеговна Еникеева
Russian Federation
Илья Андреевич Кодинцев
Russian Federation
Артем Анатольевич Лобинский
Russian Federation
Список литературы
1. Lakshmi K.C.S., Vedhanarayanan B. High-performance supercapacitors: a comprehensive review on paradigm shift of conventional energy storage devices. Batteries, 2023, 9 (4), 202-47.
2. Shariq M., Alhashmialameer D., Adawi H., Alrahili M.R., Almashnowi M.Y.A., Alzahrani A., Sharma M., Ali S.K., Slimani Y. Advancements in transition metal sulfide supercapacitors: a focused review on high-performance energy storage. J. Ind. Eng. Chem., 2025, 144, 269-91.
3. Gao Y., Zhao L. Review on recent advances in nanostructured transition-metal-sulfide-based electrode materials for cathode materials of asymmetric supercapacitors. CEJ, 2022, 430 (2), 132745.
4. Guan Y., Hu K., Su N., Zhang G., Han Y., An M. Review of NiS-based electrode nanomaterials for supercapacitors. Nanomaterials, 2023, 13 (6), 979-1014.
5. Pothu R., Bolagam R., Wang Q.H., Ni W., Cai J.F., Peng X.X., Feng Y.Z., Ma J.M. Nickel sulfide-based energy storage materials for high-performance electrochemical capacitors. Rare Met., 2021, 40, 353–73.
6. Yan H., Zhu K., Liu X., Wang Y., Wang Y., Zhang D., Lu Y., Peng T., Liu Y., Luo Y. Ultra-thin NiS nanosheets as advanced electrode for high energy density supercapacitors. RSC Adv., 2020, 10, 8760-65.
7. Gou J., Xie S., Yang Z., Liu Y., Chen Y., Liu Y., Liu C. A high-performance supercapacitor electrode material based on NiS/Ni3S4 composite. Electrochim. Acta, 2017, 229, 299-305.
8. Parveen N., Ansari S.A., Ansari S.G., Fouad H., El-Salam N.M.A., Cho M.H. Solid-state symmetrical supercapacitor based on hierarchical flower-like nickel sulfide with shape-controlled morphological evolution. Electrochim. Acta, 2018, 268, 82-93.
9. Chen X., Sun M., Jaber F., Nezhad E.Z., Hui K.S, Li Z., Bae S., Ding M. A flexible wearable self-supporting hybrid supercapacitor device based on hierarchical nickel cobalt sulfide@C electrode. Sci Rep., 2023, 13, 15555.
10. Patil A.M., Lokhande V.C., Lokhande A.C., Chodankar N.R., Ji T., Kim J.H., Lokhande C.D. Ultrathin nickel sulfide nano-flames as an electrode for high performance supercapacitor; comparison of symmetric FSS-SCs and electrochemical SCs device. RSC Adv., 2016, 6, 68388-401.
11. Yu L., Yang B., Liu Q., Liu J., Wang X., Song D., Wang J., Jing X. Interconnected NiS nanosheets supported by nickel foam: soaking fabrication and supercapacitors application. J. Electroanal. Chem., 2015, 739, 156-63.
12. Ratnayake S.P., Ren J., Colusso E., Guglielmi M., Martucci A., Gaspera E.D. SILAR deposition of metal oxide nanostructured films. Small, 2021, 2101666.
13. Lobinsky A.A., Kodintsev I.A., Tenevich M.I., Popkov V.I. A novel oxidation–reduction route for the morphology-controlled synthesis of manganese oxide nanocoating as highly effective material for pseudocapacitors. Coatings, 2023, 13 (2), 361.
14. Lobinsky A.A., Kaneva M.V., Tenevich M.I., Vadim Popkov V.I., Direct Synthesis of Mn3[Fe(CN)6]2·nH2O Nanosheets as Novel 2D Analog of Prussian Blue and Material for High-Performance Metal-Ion Batteries, Micromachines, 2023, 14 (5), 1083.
15. Zhang F., Ouyang R., Zhou T., Xiong C., Shi W., Su X., Zeng T., Chen Y., Dong G. The effect of different anions on the crystallization course of α-Al2O3 powder in hydrothermal method. App. Cer. Tech., 2024, 21 (3), 1450-1460.
16. Matussin S.N., Rahman A., Khan M.M. Role of Anions in the Synthesis and Crystal Growth of Selected Semiconductors. Front. Chem., 2022, 10, 881518.
17. Khan N.A., Rashid N., Junaid M., Zafar M.N., Faheem M., Ahmad I. NiO/NiS Heterostructures: An Efficient and Stable Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction. ACS Applied Energy Materials, 2019, 2 (5), 3587-3594.
18. Nachimuthu S., Kannan K., Thangavel S., Gurushankar K. Electrochemical and magnetic properties of 3D porous NiS/CuS nanocomposites. Applied Surface Science Advances, 2022, 7, 100209.
19. Liu H., Liu X.-J., Dong F.-Y., Sun X.-Z. A direct-write method for preparing a bimetal sulfide/graphene composite as a free-standing electrode for high-performance microsupercapacitors. RSC Advances, 2020, 10, 35490.
20. Mishra D., Kim S.Y., Jin S.H. Hierarchically-Formed Nickel Sulfide Heterostructure via SILAR on Hydrothermally Grown Cobalt Oxide Scaffolds: Role of Number of Over-Coating and Evolution of Electrochemical Performance in Supercapacitor Electrodes. Applied Surface Science, 2021, 564 (4), 150436.
21. Charis C., Batabyal S.K., Pramana S.S., Das B. Nickel sulfide-nickel sulfoselenide nanosheets as a potential electrode material for high performance supercapacitor with extended shelf life. Journal of Energy Storage, 2023, 68.
22. Ouyang Y., Chen Y., Peng J., Yang J., Wu C., Chang B., Guo X., Chen., Luo Z., Wang X. Nickel sulfide/activated carbon nanotubes nanocomposites as advanced electrode of high-performance aqueous asymmetric supercapacitors. Journal of Alloys and Compounds, 2021, 885, 160979.
23. Bandari N., Punnoose D., Rao S.S., Subramabnian A., Ramesh B.R., Kim H.-J. Hydrothermal synthesis and pseudocapacitive properties of morphology-tuned nickel sulfide (NiS) nanostructures. New J. Chem., 2018, 42, 2733-2742.
Рецензия
Для цитирования:
Канева М.В., Мелешко А.А., Теневич М.И., Еникеева М.О., Кодинцев И.А., Лобинский А.А. Влияние варьирования прекурсоров на морфологию и электрохимические характеристики тонких пленок NiSx, синтезированных с помощью метода SILAR. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(5).
For citation:
Kaneva M., Meleshko A., Tenevich M., Enikeeva M., Kodintsev I., Lobinsky A. Influence of precursors variation on the morphology and electrochemical performance of NiSx thin films synthesized via the SILAR. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(5).
JATS XML
Послать статью по эл. почте 