Abstract For the creation of advanced electrochemical energy storage devices, a large challenge still remains in the designing and engineering of active electrodes with tailored nanoarchitectures and components that provide optimized electrochemical performances. In this study, CoMoO4@polypyrrole nano-heterostructures (NHs) are constructed by wrapping a polypyrrole (PPy) shell around the surface of CoMoO4 nanotubes (NTs) using a self-templated reaction and a subsequent in situ gas-phase polymerization reaction. CoMoO4 NTs possess a large amount of electroactive sites, short ion diffusion pathways, and provide sufficient buffering space. The PPy shell, on the other hand, is conductive, thereby allowing for efficient electron transport and fast charge transfer kinetics. By using their respective advantageous qualities for energy storage, along with the synergistic effect between the CoMoO4 NTs and PPy shell, the CoMoO4@PPy NHs electrode demonstrated improved specific capacitances of 1203 F g−1 at 2 A g−1 and 974 F g−1 at 20 A g−1, as well as 96% capacitance retention after 5000 cycles at 10 A g−1. Furthermore, asymmetric supercapacitor (ASC) fabricated using the CoMoO4@PPy//N-doped carbon NTs (N-CNTs) provided an energy density of 40.3 Wh kg−1 at a power density of 749 W kg−1. These results suggest the considerable potential of CoMoO4@PPy NHs for use in high-performance energy-storage devices.

中文翻译：

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构建聚吡咯包裹的分层 CoMoO4 纳米管作为超级电容器的高性能电极

摘要 为了创建先进的电化学储能装置，具有定制纳米结构和组件以提供优化电化学性能的活性电极的设计和工程仍然存在巨大挑战。在这项研究中，CoMoO4@聚吡咯纳米异质结构（NHs）是通过使用自模板反应和随后的原位气相聚合反应将聚吡咯（PPy）壳包裹在CoMoO4纳米管（NTs）表面来构建的。CoMoO4 NTs 具有大量的电活性位点、短的离子扩散路径，并提供足够的缓冲空间。另一方面，PPy 壳是导电的，因此可以实现高效的电子传输和快速的电荷转移动力学。通过利用各自的优势进行储能，连同 CoMoO4 NTs 和 PPy 壳之间的协同效应，CoMoO4@PPy NHs 电极在 2 A g-1 和 974 F g-1 在 20 A g-1 时表现出改善的比电容，以及 974 F g-1，以及在 10 A g-1 下 5000 次循环后，电容保持率为 96%。此外，使用 CoMoO4@PPy//N 掺杂的碳 NTs (N-CNTs) 制造的非对称超级电容器 (ASC) 在 749 W kg-1 的功率密度下提供了 40.3 Wh kg-1 的能量密度。这些结果表明 CoMoO4@PPy NHs 在高性能储能设备中的应用潜力巨大。使用 CoMoO4@PPy//N 掺杂的碳 NTs (N-CNTs) 制造的非对称超级电容器 (ASC) 在 749 W kg-1 的功率密度下提供了 40.3 Wh kg-1 的能量密度。这些结果表明 CoMoO4@PPy NHs 在高性能储能设备中的应用潜力巨大。使用 CoMoO4@PPy//N 掺杂的碳 NTs (N-CNTs) 制造的非对称超级电容器 (ASC) 在 749 W kg-1 的功率密度下提供了 40.3 Wh kg-1 的能量密度。这些结果表明 CoMoO4@PPy NHs 在高性能储能设备中的应用潜力巨大。