In this letter, we demonstrated gravure printing of hybrid MoS2@S-rGO consisting of sulfonated reduced graphene oxide (S-rGO) and MoS2 nanoflowers to obtain a highly porous pattern of interdigitated electrodes, leading to a microsupercapacitor on a flexible polyimide substrate. The in-plane interdigital design of the printed microelectrodes is effective in increasing accessibility of electrolyte ions into the large active surface area. The optimized MoS2@S-rGO microsupercapacitor achieved a high specific capacitance (6.56 mF/cm2), energy density (0.58 mWh/cm3), and power density (13.4 mW/cm3), respectively. In addition, the printed microsupercapacitor lost only 9% of the maximum capacity after 1000 cycles, indicating that the printed hybrid MoS2@S-rGO microsupercapacitors are quite stable for potential flexible device applications.
References
1.
T.
Chen
and L. M.
Dai
, J. Mater. Chem. A
2
, 10756
(2014
).2.
G. P.
Xiong
, C. Z.
Meng
, R. G.
Reifenberger
, P. P.
Irazoqui
, and T. S.
Fisher
, Electroanalysis
26
, 30
(2014
).3.
Y.
Wang
, Y. M.
Shi
, C. X.
Zhao
, J. I.
Wong
, X. W.
Sun
, and H. Y.
Yang
, Nanotechnology
25
, 094010
(2014
).4.
Z. Q.
Niu
, L.
Zhang
, L. L.
Liu
, B. W.
Zhu
, H. B.
Dong
, and X. D.
Chen
, Adv. Mater.
25
, 4035
(2013
).5.
C.
Kim
and K. S.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
83
, 1216
(2003
).6.
A. P.
Yu
, I.
Roes
, A.
Davies
, and Z. W.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
96
, 253105
(2010
).7.
Z. S.
Wu
, K.
Parvez
, X. L.
Feng
, and K.
Müllen
, J. Mater. Chem. A
2
, 8288
(2014
).8.
P. H.
Huang
, M.
Heon
, D.
Pech
, M.
Brunet
, P. L.
Taberna
, Y.
Gogotsi
, S.
Lofland
, J. D.
Hettinger
, and P.
Simon
, J. Power Sources
225
, 240
(2013
).9.
D.
Pech
, M.
Brunet
, H.
Durou
, P. H.
Huang
, V.
Mochalin
, Y.
Gogotsi
, P. L.
Taberna
, and P.
Simon
, Nat. Nanotechnol.
5
, 651
(2010
).10.
Z. S.
Wu
, K.
Parvez
, X. L.
Feng
, and K.
Müllen
, Nat. Commun.
4
, 2487
(2013
).11.
G. L.
Guo
, L.
Huang
, Q. H.
Chang
, L. C.
Ji
, Y.
Liu
, Y. Q.
Xie
, W. Z.
Shi
, and N. Q.
Jia
, Appl. Phys. Lett.
99
, 083111
(2011
).12.
K.
Zhang
, L.
Mao
, L. L.
Zhang
, H. S. O.
Chan
, X. S.
Zhao
, and J. S.
Wu
, J. Mater. Chem.
21
, 7302
(2011
).13.
M.
Beidaghi
and C. L.
Wang
, Adv. Funct. Mater.
22
, 4501
(2012
).14.
M. F.
El-Kady
, V.
Strong
, S.
Dubin
, and R. B.
Kaner
, Science
335
, 1326
(2012
).15.
Z. Y.
Lin
, Y.
Liu
, Y. G.
Yao
, O. J.
Hildreth
, Z.
Li
, K.
Moon
, and C. P.
Wong
, J. Phys. Chem. C
115
, 7120
(2011
).16.
J. J.
Yoo
, K.
Balakrishnan
, J. S.
Huang
, V.
Meunier
, B. G.
Sumpter
, A.
Srivastava
, M.
Conway
, A. L. M.
Reddy
, J.
Yu
, R.
Vajtai
, and P. M.
Ajayan
, Nano Lett.
11
, 1423
(2011
).17.
H.
Jung
, C. V.
Cheah
, N.
Jeong
, and J. H.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
105
, 053902
(2014
).18.
W.
Gao
, N.
Singh
, L.
Song
, Z.
Liu
, A. L. M.
Reddy
, L. J.
Ci
, R.
Vajtai
, Q.
Zhang
, B. Q.
Wei
, and P. M.
Ajayan
, Nat. Nanotechnol.
6
, 496
(2011
).19.
H. L.
Yu
, C.
Ma
, B. H.
Ge
, Y. J.
Chen
, Z.
Xu
, C. L.
Zhu
, C. Y.
Li
, Q. Y.
Yang
, P.
Gao
, J. Q.
Li
, C. W.
Sun
, L. H.
Qi
, Y. M.
Wang
, and F. H.
Li
, Chem. Eur. J.
19
, 5818
(2013
).20.
L. J.
Cao
, S. B.
Yang
, W.
Gao
, Z.
Liu
, Y. J.
Gong
, L. L.
Ma
, G.
Shi
, S. D.
Lei
, Y. H.
Zhang
, S. T.
Zhang
, R.
Vajtai
, and P. M.
Ajayan
, Small
9
, 2905
(2013
).21.
E. G. D. S.
Firmiano
, A. C.
Rabelo
, C. J.
Dalmaschio
, A. N.
Pinheiro
, E. C.
Pereira
, W. H.
Schreiner
, and E. R.
Leite
, Adv. Energy Mater.
4
, 1301380
(2014
).22.
M.
Pudas
, N.
Halonen
, P.
Granat
, and J.
Vähäkangas
, Prog. Org. Coat.
54
, 310
(2005
).23.
J.
Noh
, D.
Yeom
, C.
Lim
, H.
Cha
, J.
Han
, J.
Kim
, Y.
Park
, V.
Subramanian
, and G.
Cho
, IEEE Trans. Electron Devices
33
, 275
(2010
).24.
D.
Pech
, M.
Brunet
, P. L.
Taberna
, P.
Simon
, N.
Fabre
, F.
Mesnilgrente
, V.
Conédéra
, and H.
Durou
, J. Power Sources
195
, 1266
(2010
).25.
L.
Huang
, Z. P.
Wang
, J. K.
Zhang
, J. L.
Pu
, Y. J.
Lin
, S. H.
Xu
, L.
Shen
, Q.
Chen
, and W. Z.
Shi
, ACS Appl. Mater. Interfaces
6
, 7426
(2014
).26.
J.
Puetz
and M. A.
Aegerter
, Thin Solid Films
516
, 4495
(2008
).27.
M. M.
Voigt
, A.
Guite
, D. Y.
Chung
, R. U. A.
Khan
, A. J.
Campbell
, D. D. C.
Bradley
, F. S.
Meng
, J. H. G.
Steinke
, S.
Tierney
, I.
McCulloch
, H.
Penxten
, L.
Lutsen
, O.
Douheret
, J.
Manca
, U.
Brokmann
, K.
Sönnichsen
, D.
Hülsenberg
, W.
Bock
, C.
Barron
, N.
Blanckaert
, S.
Springer
, J.
Grupp
, and A.
Mosley
, Adv. Funct. Mater.
20
, 239
(2010
).28.
Q. H.
Chang
, Z. P.
Wang
, J. Z.
Wang
, Y.
Yan
, Z. J.
Ma
, J. X.
Zhu
, W. Z.
Shi
, Q.
Chen
, Q. J.
Yu
, and L.
Huang
, Nanoscale
6
, 5410
(2014
).29.
Q. H.
Chang
, L.
Huang
, J. Z.
Wang
, Z. J.
Ma
, P. P.
Li
, Y.
Yan
, J. X.
Zhu
, S. H.
Xu
, L.
Shen
, Q.
Chen
, Q. J.
Yu
, and W. Z.
Shi
, Carbon
85
, 185
(2015
).30.
Q. H.
Chang
, Z. J.
Ma
, J. Z.
Wang
, Y.
Yan
, W. Z.
Shi
, Q.
Chen
, Y. W.
Huang
, Q. J.
Yu
, and L.
Huang
, Electrochim. Acta
151
, 459
(2015
).31.
L.
Huang
, Y.
Liu
, L. C.
Ji
, Y. Q.
Xie
, T.
Wang
, and W. Z.
Shi
, Carbon
49
, 2431
(2011
).32.
Y. C.
Si
and E. T.
Samulski
, Nano Lett.
8
, 1679
(2008
).33.
W. J.
Yuan
, A. R.
Liu
, L.
Huang
, C.
Li
, and G. Q.
Shi
, Adv. Mater.
25
, 766
(2013
).34.
K.
Chang
and W. X.
Chen
, ACS Nano
5
, 4720
(2011
).35.
Z.
Yang
, Z.
Yao
, G. F.
Li
, G. Y.
Fang
, H. G.
Nie
, Z.
Liu
, X. M.
Zhou
, X. A.
Chen
, and S. M.
Huang
, ACS Nano
6
, 205
(2012
).36.
P. P.
Li
, L.
Huang
, Y. J.
Lin
, L.
Shen
, Q.
Chen
, and W. Z.
Shi
, Nanotechnology
25
, 055603
(2014
).37.
L.
Zhang
and G. Q.
Shi
, J. Phys. Chem. C
115
, 17206
(2011
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
