学术动态
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上科大刘巍AM:超快烧结技术制备陶瓷基全固态锂金属电池
研究背景 作为下一代储能体系,全固态金属电池越来越受到学术界和工业界的关注,这主要是由于其具有良好的安全性,且有望实现高能量密度。无机固体电解质(ISE)是全固态锂/钠金属电池的重…
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黄云辉&罗巍ACS Energy Lett.:调控电解质/电极界面,迈向高温钠金属电池
研究背景 钠金属电池凭借其高能量密度、高元素丰度和低成本等优势,而被广泛认为是有望取代锂离子电池的下一代储能装置。然而,钠金属电池面临着不稳定的固体/电解质界面(SEI)形成、“死…
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北大郭少军Angew:深共晶凝胶聚合物电解质实现高性能锂金属电池
研究背景 随着便携式电子产品和电动汽车的快速增长,锂离子电池(LIBs)已成为不可缺少的储能设备。然而,具有石墨负极的传统LIB能量密度有限。锂金属负极具有高比容量和相当低的电位,…
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韩国科学技术研究院EES:Cu-Zn合金化促使致密金属锌负极生长
1 研究背景 限制水系锌离子电池(AZIBs)应用的一个主要问题是枝晶锌的生长。高比表面积Zn枝晶的形成,导致了锌电解质界面处有害的锌腐蚀、钝化和氢气析出,从而降低了电池的循环稳定…
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中科院福建物构所曹荣&曹敏纳JACS:单层NiIr层状双氢氧化物用作高效析氧催化剂,促进海水电解制氢
01 研究背景 氢气有望成为可再生、无污染的能源载体,用于间歇性清洁能源(如太阳能和风能等)的储存。电催化裂解水可分为阳极析氧反应 (OER) 和阴极析氢反应 (HER),有望成为…
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Angew:高结晶度Na2-xMnFe(CN)6作为全天候可用的钠离子电池正极材料
01 研究背景 近年来,随着人们对环境问题的关注,可再生能源的开发和利用已成为当务之急。为了将间歇的可再生能源有效地集成到智能电网中,二次电池被认为是最有效的技术之一。与资源有限且…
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Adv. Mater.:块状铋负极实现钠离子电池100 C快充
01 研究背景 合金负极理论容量大,但因其实际容量有限、倍率性能和循环稳定性差而受到限制。在充放电过程中,即使负极采用纳米材料也会导致巨大的体积变化材料以致其碎片化,从而降低了容量…
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北航水江澜Nature子刊:铁团簇提升Fe-N-C单原子催化剂在质子交换膜燃料电池中的ORR性能
01 【研究背景】 过渡金属元素与氮掺杂碳材料复合形成的M-N-C催化剂因显示出优异的氧还原反应(ORR)活性,而被认为是质子交换膜燃料电池(PEMFC)中Pt/C催化剂的低成本替…
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Adv. Mater.:超高倍率、无枝晶锌金属负极
01 研究背景 水系锌电池(AZB)具有成本低、环境友好、安全性高和容量大等优点,有望应用于电网储能。金属锌负极具有较高的理论容量(5851 mAh mL-1),无毒、不易燃、储量…
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中科院大连化物所李先锋&尹彦斌AEM:低温高功率密度水系锂离子-溴电池
研究背景 水系锂离子电池(ALIBs)由于安全性高、成本低等优点,在大规模储能领域具有广阔应用前景。然而,由于电解质的低电导率和电极材料的缓慢动力学,在低温下,传统ALIBs性能严…
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香港城市大学支春义&范俊Angew:调控电子云和溶剂化结构,实现水系高电压正极
研究背景 由于锌金属丰度富足、比容量高、氧化还原电位低、成本低廉等优点,锌离子电池(ZIB)是一种理想的储能装置。因此,人们致力于探索用于ZIB的高性能正极材料。在众多材料中,有机…
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中科大熊宇杰&高超Angew:高选择性光催化氧化5-羟甲基糠醛
【研究背景】 生物质是天然、可再生的碳资源。将生物质材料催化转化为高附加值化学品是有望实现“碳中和”的绿色途径之一。5-羟甲基糠醛(HMF)已被美国能源部列为12大高附加值生物质衍…
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北航郭林&刘利民JACS:揭示Ni(OH)2纳米片中的双电子转移机制
01 研究背景 由于具有高理论容量和良好的电化学稳定性,过渡金属(氢)氧化物是最典型的储能材料之一。然而,它们的储能效率长期以来一直受到单电子转移特性的限制。而实现双电子转移过程将…
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范红金&杨培华Adv. Mater.:亲锌聚阴离子水凝胶稳定锌负极
研究背景 水系锌离子电池(AZIBs)具有无毒、安全性高和低成本等优势,被广泛认为是有望取代锂离子电池的下一代储能装置。锌金属负极因其具有高理论体积容量(5849 mAh cm–3…
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用于可逆铁金属电池的镁钙离子强化水基电解质
01 研究背景 铁(Fe)金属电池,如铁离子电池和全铁液流电池,由于铁和铁盐的成本极低,可以极低成本储存电能,是最有前途的电网储能技术之一。尽管如此,铁金属电池的循环寿命很差,主要…
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中科大陈维Nat. Commun.:基于电催化反应与双电层电容的新型储能装置
背景介绍 传统的双电层电容器(EDLCs)是一种高比功率、长循环寿命的储能装置。然而,对于EDLCs中的碳基电极而言,其电荷储存机制为通过电极-电解质界面上的离子吸附来存储电荷,…
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复旦李伟Adv. Mater.:非常规介孔钛铌氧化物助力-40℃低温钠离子电池
7 研究背景 由于钠的丰度高和成本低,钠离子电池有望应用于规模储能。然而,钠的离子半径大,导致Na+离子动力学缓慢,极大地限制了其实际应用。人们一直致力于探索兼具高比容量和优异动力…
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JACS:共溶剂电解液工程用于稳定无负极锌金属电池
01 研究背景 由于Zn的高理论容量、较低的还原电位、高安全性和低成本,水系可充电锌电池在固态存储和微动力系统领域有广泛的应用。然而,锌金属负极的过量使用对水系锌基电池的实际能量密…
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王治宇Adv. Mater.:防火凝胶电解质实现高比能高安全锂电池
研究背景 锂金属电池(LMB)中,活泼的锂和易燃的有机电解液使其容易发生电池故障,且存在严重的安全风险。而氧化物正极释放的氧自由基会与易燃液体电解质发生严重的放热副反应,进一步增加…
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南策文AEM:薄Li6PS5Cl基固态电解质实现超长循环寿命全固态电池
1 研究背景 锂(Li)离子电池(LIB)已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、智能电网等领域。然而,商用LIB中的有机液体电解质闪点低且易燃,这往往会造成安全隐患。因此,使用固态…
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Angew:三(羟丙基)膦枝接的羟基化多壁碳纳米管实现高性能锂硫电池
研究背景 锂硫电池(LSBs)具有理论能量密度高、成本低、环境友好等优点,有望成为新一代电化学储能技术。然而,LSBs中多硫化物的穿梭效应和缓慢的反应动力学会导致活性材料的不可逆损…
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王心晨Nat. Commun:揭示BiOBr中内建电场调控电荷转移动力学
研究背景 太阳能驱动的光催化反应通过将取之不尽的太阳能转化为清洁和环保的燃料,为环境修复和可再生能源发电提供了巨大的希望。通常,光催化反应涉及三个主要步骤:(1)激发颗…
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Angew:从计算优化到实验验证,提升Ni基合金的碱性HER性能
01 研究背景 利用可再生能源驱动电解水制氢是绿色制氢的有效途径之一。目前,大量研究致力于寻找一系列能在碱性介质中高效、稳定工作的析氢反应(HER)电催化剂。其中,过渡金属合金因其…
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中科院福建物构所温珍海JACS:高熵合金电催化与析氢反应耦合的甘油氧化反应
研究背景 得益于可再生能源技术(如风能、太阳能等)的快速增长,电解制氢有望成为可持续制取高纯氢气的高效途径,但由于其阳极析氧反应(OER)的缓慢动力学,其商业化仍面临高成本和高电力…
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陈军院士&赵庆研究员JACS:高比能酸碱混合电池用醌电极
7 01 研究背景 为了减轻因二氧化碳排放导致的气候变化,实现碳中和已经是全球共同的目标。作为碳排放量最大的国家之一,我国需要摆脱对火力发电的依赖,利用太阳能和风能等清洁能源。但是…
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中科院物理所:高镍正极材料中的阴离子氧化还原与结构演化研究
01 研究背景 高镍三元层状正极材料LiNixCoyMn1−x-yO2(NCM)或LiNixCoyAl1−x-yO2(NCA)具有较高的结构稳定性和比能量密度,是最有前途的锂电池正…
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三硫代碳酸锂——双功能电极材料助力长寿命锂硫电池
01 研究背景 过去十年中,可充电电池的发展不仅促进了人类技术进步,同时也推动着以太阳能和风能等为基础的清洁能源发展。但是,随着便携式电子产品以及电动汽车的迅速发展,传统的锂离子电…
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Nat. Commun.:钒氧化物基水系锌离子电池寿命衰减的秘密!
研究背景 水系锌离子电池因其具有高安全性、低成本和优异的可扩展性而受到越来越多的关注。尽管钒氧化物可以可逆地储存锌离子,但它们的循环能力有限,特别是在低电流密度下。它们较差的循环寿…
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哈工大王博/王殿龙Cell Rep. Phys. Sci.:空气中稳定的预锂化SiOx负极
研究背景 氧化硅(SiOx)材料以其高能量密度和低生产成本等优点,被认为是下一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。然而,SiOx负极的低初始库仑效率和快速容量衰减严重限制了其商业应用…
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EES:用于无金属钠海水电池的钠离子导电固体聚合物电解质
研究背景 目前严重的环境污染与能源危机问题推动着人们探索先进的能量存储技术。钠-海水电池(Na-SWBs)被认为是最有前途的应用于大规模储能和海洋领域的电化学装置之一。Na-SWB…