先进的二维纳米薄片结构从根本上提高了离子的动态传输和存储能力，对高性能电化学电容器（ECs）的发展具有重要的意义。然而，再堆积的微结构、弱的层间导电和受阻的电活性利用通常导致ECs的能量密度较低。
近日，南京工业大学暴宁钟教授，武观副教授，清华大学徐建鸿教授报道了开发了一种简单的二元金属催化（BMC）策略来设计MoS2-CNTs的2D/1D异质结构，其中一维（1D）CNTs通过C-Mo共价键在2D MoS2骨架中垂直桥联。
文章要点
1）原位生长的CNTs缓解了MoS2纳米片的层间再堆积，增强了层间电导，保证了1162.8 S m-1的超高电导率，可与金属MoS2纳米片的电导率相媲美。因此，2D/1D MoS2-CNTs能够暴露出丰富的离子扩散通道（微孔：0.63~1.98 nm，比表面积：377.14 m2 g-1），使得离子的动态扩散速度更快，存储能力更强。
2）MoS2-CNTs具有有序的垂直插层异质结构、较快的层间电子转移速度、较高的离子扩散通道和较大的赝电容反应活性，在KOH电解液中表现出5485 F g-1的超高电容和良好的结构稳定性（10000次循环后初始电容为92%）。此外，采用直写打印技术构建的全统一固态F-EC具有高能量密度（226 mWh g-1）、大容量（723 F g-1）和稳定的温度工作范围（从-20到55 °C）。
3）F-EC可以有效地为显示器和可穿戴健康监测设备供电，展示了其在COVID-19微型化人体健康的潜在应用。
这项研究为先进储能技术和新一代可穿戴/便携式应用中的多结构2D材料的设计提供了新的参考。
参考文献
Xingjiang Wu, et al, Covalently Aligned MoS2-CNTs Hetero-Architecture for High-Performance Electrochemical Capacitors, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202107734
https://doi.org/10.1002/anie.202107734
