Abstract Electroactive FeS2-modified MoS2 (FeS2/MoS2) nanosheet grown on Mo foil is designed as supercapacitor electrode material. FeS2/MoS2 nanosheet is crosslinked to form nanoporous microstructure. Density functional theory calculation reveals FeS2/MoS2 exhibits much narrowed bandgap and high density of states at the Fermi level, suggesting highly improved conductivity. The charge transfers resistance decreases from 1.375 Ω of MoS2 to 0.4167 Ω of FeS2/MoS2. FeS2/MoS2 exhibits higher specific capacity (495 and 394 mF cm−2) than MoS2 (132 and 218.1 mF cm−2) and FeS2 (315 and 286.5 mF cm−2) at 1.0 mA cm−2 in 3.0 M KOH and 0.5 M Na2SO4. The rate capacity retention is enhanced from 57.8% of MoS2 and 73.3% of FeS2 to 76.14% of FeS2/MoS2 in 0.5 M Na2SO4 when current density increases from 1 to 10 mA cm−2, indicating its improved rate capability. The cycling capacity retention keeps 100.2% of MoS2 and 100.7% of FeS2/MoS2 for 5000 cycles at 5 mA cm−2 in 0.5 M Na2SO4, indicating the similar cycling stability. An asymmetric solid-state supercapacitor using FeS2/MoS2 anode, exfoliated graphite carbon paper cathode and NaMoO4–Na2SO4-PVA gel electrolyte achieves specific capacity of 1.88 F cm−3 (112.8 mF cm−2) at 1.0 mA cm−2, energy density of 0.936 mWh cm−3 (56.56 mWh cm−2), capacity retention of 97.8% after 5000 cycles at 5.0 mA cm−2 and 1.9 V output voltage.

中文翻译：

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用于高性能超级电容器的电活性 FeS2 修饰的 MoS2 纳米片

摘要 在 Mo 箔上生长的电活性 FeS2 修饰的 MoS2 (FeS2/MoS2) 纳米片被设计为超级电容器电极材料。FeS2/MoS2 纳米片交联形成纳米多孔微结构。密度泛函理论计算表明，FeS2/MoS2 在费米能级上表现出更窄的带隙和高态密度，表明电导率得到了极大改善。电荷转移电阻从 MoS2 的 1.375 Ω 降低到 FeS2/MoS2 的 0.4167 Ω。FeS2/MoS2 在 1.0 mA cm-2 和 3.0 M KOH 和 0.5 中表现出比 MoS2（132 和 218.1 mF cm-2）和 FeS2（315 和 286.5 mF cm-2）更高的比容量（495 和 394 mF cm-2） M Na2SO4。当电流密度从 1 增加到 10 mA cm−2 时，倍率容量保持率从 57.8% 的 MoS2 和 73.3% 的 FeS2 提高到 76.14% 的 FeS2/MoS2 在 0.5 M Na2SO4 中，当电流密度从 1 增加到 10 mA cm-2 时，表明其倍率性能有所提高。循环容量保持率保持在 100.2% 的 MoS2 和 100.7% 的 FeS2/MoS2，在 5 mA cm-2 下在 0.5 M Na2SO4 中循环 5000 次，表明类似的循环稳定性。使用 FeS2/MoS2 阳极、剥离石墨碳纸阴极和 NaMoO4–Na2SO4-PVA 凝胶电解质的非对称固态超级电容器在 1.0 mA cm-2、能量密度下实现了 1.88 F cm-3 (112.8 mF cm-2) 的比容量0.936 mWh cm-3 (56.56 mWh cm-2)，在 5.0 mA cm-2 和 1.9 V 输出电压下 5000 次循环后容量保持率为 97.8%。