플렉서블 슈퍼커패시터는 긴 사이클 수명, 높은 전력 밀도, 높은 충전/방전 속도로 인해 웨어러블 및 휴대용 전자기기의 유망한 전원 공급원으로 각광받고 있다. 특히 최적의 코어-쉘 구조를 가진 나노 복합체 기반의 하이브리드 슈퍼커패시터를 설계하는 것은 높은 정전 용량을 실현할 수 있는 좋은 전략이다. 본 연구는 폴리아닐린이 코팅된 탄소 천에 ZIF-L을 증착 후 고온 산화를 통해 3D Co₃O₄ 어레이를 형성하고, 전기 증착을 통해 NiCoMn 기반의 금속 인산염 나노시트를 증착하여 코어-쉘 구조의 나노 복합체를 설계하였다 (CC@PANI@Co₃O₄@NCM-P).
해당 전극은 1 mA cm-2에서 5.18 F cm-2 (2,355 F g-1)의 높은 정전용량 특성과 20 mV s-1에서 10,000회 사이클 후에도 초기 정전용량 대비 93.8%의 성능을 유지하는 좋은 내구성을 보였다. 또한, CC@PANI@Co₃O₄@NCM-P 및 AC@CC 전극을 기반으로, 수계 및 고체 상태의 하이브리드 슈퍼커패시터 장치 (AHAS 및 SHAS)를 조립했으며, 각각 우수한 에너지 저장 성능을 보임을 확인했다. AHAS는 1.45 F cm-2의 정전 용량과 1.6 mW cm-2의 전력 밀도에서 0.515mWh cm-2의 에너지 밀도를 보였으며, SHAS는 1.6 mW cm-2의 전력 밀도에서 0.37 mWh cm-2의 에너지 밀도와 함께 1.042 F cm-2의 정전 용량을 달성하였다. 결과적으로 이 연구는 코어-쉘 구조에 대한 엔지니어링을 통해 고성능 하이브리드 슈퍼커패시터를 실현할 수 있음을 제시하였다.