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我院周通副教授在储能科学领域取得重要进展

发布者:物光学院发布时间:2021-06-12浏览次数:23

       近日,《Energy & Environmental Science》(IF30.289)在线报道了我院周通副教授及合作者在储能领域的重要进展。

       原文链接:https://doi.org/10.1039/D1EE00193K

       以锂离子电池为代表的锂基储能器件已被广泛应用。然而,金属锂资源短缺及分布不均,迫使人们开发廉价且可持续的新型储能体系。钾与锂化学性质类似,且资源储量丰富、成本低廉。因此,作为锂基储能器件的替代/补充体系,钾离子电容器成为储能科学领域的研究新热点,然而相关研究仍处于早期阶段。开发高倍率电池型负极材料是钾离子电容器面临的一大挑战。

       针对这一挑战,我校澳门金威尼斯官网周通副教授、化学化工学院周晋教授以及我校讲座教授中科院金属研究所李峰研究员等合作设计了一种高性能钾离子电容器负极材料,并揭示了其储钾机制。

       研究人员发现,作为支撑骨架和生长模板的碳纳米纤维可以实现WS2纳米片的均匀生长,改善储钾反应动力学,并促进电化学转化反应;碳包覆可缓冲电极充放电过程中的体积膨胀,增加电极导电性。作为钾离子电池负极,该电极材料表现出优异的储钾比容量和倍率性能。基于原位拉曼、原位X射线衍射、非原位透射电镜以及第一性原理计算,阐明了WS2K+的储钾反应机理,即插层反应(WS2KxWS2)和转化反应(KxWS2K2S5W+ K2S)相结合的反应机理。基于该电极材料构建的钾离子电容器表现出180.4 Wh kg-1的能量密度,这是目前国际上报道的最高水平之一。

       该研究成果为高性能电极材料的设计提供了新的思路,推动了人们对电极材料储钾机理的理解,对钾离子电容器的发展具有重要的理论意义和实用价值。

双百人才——周通副教授

       周通,副教授,双百第四层次人才,硕士研究生导师。主要研究方向为低维半导体和新能源材料制备、特性及器件研究;目前在Energy & Environmental ScienceNanoscaleOptics Express等国际知名期刊发表论文20余篇;出版专著一部;先后主持国家自然科学基金1项,山东省自然科学基金1项,国家重点实验室开放基金1项和多项企业委托研发课题。

亲自指导研究生实验


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