플렉시블 고체 슈퍼커패시터는 높은 전력밀도, 우수한 속도 성능, 뛰어난 작동안정성, 긴 사이클 수명 등으로 인해 현대 전자제품의 차세대 에너지 저장장치로 부상하고 있다. 특히 상업용 슈퍼커패시터로의 적용에 있어 하이브리드 소재의 개발과 유연한 프레임에 전하 저장 물질을 효과적으로 성장시키는 것이 중요한 과제이다.
본 연구에서는 슈퍼커패시터로 적용 시 황화물과 수산화물이 갖는 내재적 한계점을 극복하기 위해 니켈 폼 표면에 자체지지 NiCoS@NiCoLDH 나노시트 복합체를 제작했다. 독특한 이중층상 구조는 높은 표면적을 제공하고 이온확산을 촉진할 뿐만 아니라, 전도성 황화물과 산화환원 활성 수산화물의 시너지 효과로 인해 전하 전달 저항을 감소시킨다. 따라서 NiCoS@NiCoLDH 전극은 5 mA cm-2에서 22.34 F cm-2의 매우 높은 비커패시턴스와 우수한 사이클링 안정성(8000회 사이클 후 83.5 %)을 보였다. 또한 고체 상태의 플렉시블 슈퍼커패시터는 NiCoS@NiCoLDH 양극와 활성 탄소 음극으로 조립되어 1.6mW cm-2의 전력 밀도에서 1.21mW h cm-2의 우수한 에너지 밀도, 뛰어난 사이클링 및 굽힘 안정성을 보였다. 특히 본 연구에서 개발된 슈퍼커패시터 소자는 20분간 청색 발광 다이오드에 전원을 공급하는 등 실용화 가능성을 시사했다.