Растущие энергетические потребности в различных областях от современной бытовой электроники до микро- и наноэлектромеханических систем привели к бурному развитию в области новых материалов для электродов для передовых устройств хранения энергии. Среди устройств хранения энергии ионисторы, также известные как электрохимические конденсаторы, привлекают особый интерес ученых благодаря ряду преимуществ, например, быстрые процессы зарядки и разрядки, большой ресурс и способность запасать до 10 раз больше энергии чем обычные батарейки.
Ученые из Сингапура предложили оригинальный вариант способа получения электрода для ионисторов на основе технологии ядро/оболочка. В качестве модельной системы авторами была выбрана система ядро Co3O4/ оболочка MnO2. Исходный массив нанонитей Co3O4 выращивался непосредственно на стальной подложке путем гидротермального синтеза. Затем нанонити покрывались тонким слоем аморфного углерода, после чего этот углерод использовался для образования оболочки MnO2 вокруг нанонитей оксида кобальта в соответствии с реакцией 4MnO4− + 3C + H2O = 4MnO2 + CO32− + 2HCO3−.
Модельный электрод, сделанный из массивов нанонитей со структурой ядро Co3O4/ оболочка MnO2, продемонстрировал отличную электрохимическую эффективность, которая оказалась значительно лучше чем для отдельных частей, что объясняется синергическими вкладами пористого ядра нанонити Co3O4, ультратонкой оболочки MnO2, а также геометрией массивов нанонитей. Полученные результаты показали возможность получения высокоэффективных материалов для использования в ионисторах, причем без использования углеродных или полимерных проводящих сред. Концепция, разработанная для получения электродов, может быть применена и для других материалов, например, SnO2 и ZnO, с целью получения многофункциональных гибридных микро- и наноструктур для огромного спектра применений.
