中國粉體網(wǎng)訊 上海電力學(xué)院上海市電力材料防護與新材料重點實驗室研究人員近期在電力能源材料領(lǐng)域連續(xù)獲得重要成果,受到同行關(guān)注。
金屬氧化物納米晶粒子由于零維下呈現(xiàn)出特殊的力學(xué)、磁性、介電性、超導(dǎo)性、光學(xué)乃至熱力學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于光催化劑、太陽能電池、磁存儲器以及電化學(xué)儲能裝置，尤其是鋰離子電池和超級電容器領(lǐng)域，為構(gòu)建高性能的電極材料提供了有效的結(jié)構(gòu)單元。彭怡婷博士運用水熱法成功制備具有多級孔結(jié)構(gòu)的TiO2/CNT復(fù)合材料，其中TiO2晶粒形成的具有介孔結(jié)構(gòu)的籠內(nèi)碳管穿插進入，呈現(xiàn)糖葫蘆狀的三維導(dǎo)電連續(xù)網(wǎng)絡(luò)。該結(jié)構(gòu)賦予金屬氧化物晶粒具有更高的容量，電壓運行范圍窗口更廣，有助于提高導(dǎo)電性和提供離子擴散路徑，同時具有超長的循環(huán)壽命。相關(guān)成果發(fā)表在能源材料領(lǐng)域頂級期刊Nano Energy。
此外彭怡婷博士還運用溶液氟摻雜法，利用硅烷前驅(qū)體成功地合成了具有可調(diào)控孔隙率和富含氟的納米多孔碳。這是首次通過高斯計算證明了多氟碳表面具有高孔隙率，并為有機電解質(zhì)提供了更強的親和力和潤濕性。優(yōu)化后的富氟納米多孔碳在均衡單體中表現(xiàn)出168F/g的高比電容，并且經(jīng)過10,000次高倍率循環(huán)后仍然具有良好的保持率，成果也發(fā)表在Nano Energy,2016, 1, 21:80-89。
劉海梅教授在工程技術(shù)類重要期刊Journal of Materials Chemistry A，(JCR一區(qū)，IF=8.262)在線發(fā)表了論文，題目為“A Flexible Symmetric Sodium Full Cell Constructed Using the Bipolar Material Na3V2(PO4)3”（Journal of Materials Chemistry A, 2017, DOI: 10.1039/C7TA01477E）。
近年來，由于柔性、便攜式、可穿戴等設(shè)備的迅速發(fā)展，科研人員一直致力于尋找能夠滿足于這些設(shè)備的柔性電極材料。鈉離子電池因其原材料儲量豐富、價格便宜、對環(huán)境友好等特點，逐漸成為研究熱點。該課題組研究人員以石墨烯作為負載，通過真空抽濾法制備出Na3V2(PO4)3復(fù)合石墨烯的柔性電極材料并且同時作為正極又作為負極組裝成為全對稱鈉離子電池，展現(xiàn)出了良好倍率性能和長循環(huán)壽命特點。在電流密度為0.5C的情況下，具有75mAh/g的放電比容量，直到10C時，仍然具有穩(wěn)定的電量輸出。根據(jù)分析，該電極材料優(yōu)異的電化學(xué)性能主要是由于Na3V2(PO4)3復(fù)合石墨烯具有的類三明治結(jié)構(gòu)所帶來的高導(dǎo)電性能。該項目成果為制備大容量、長壽命的柔性電源提供了思路，并將為柔性可穿戴設(shè)備提供價格低廉、安全性能高的柔性電源。
可穿戴電子學(xué)、主動式傳感以及人機界面等方面的廣泛應(yīng)用，自驅(qū)動微納系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)成為當(dāng)前的一個研究熱點。摩擦納米發(fā)電機作為當(dāng)前重要的可再生能源技術(shù)，收集自然環(huán)境中能量并轉(zhuǎn)化為電能，可作為自驅(qū)動的能源供給。鄭莉博士利用單電極的納米摩擦發(fā)電機所產(chǎn)生的強電場，實現(xiàn)了對微小液滴以及微小金屬球的運動控制，節(jié)省了電池供給環(huán)節(jié)以及復(fù)雜的控制電路，從而實現(xiàn)了自驅(qū)動的靜電調(diào)控系統(tǒng)，相關(guān)成果發(fā)表在材料工程類頂級期刊Advanced Functional Materials,，(JCR一區(qū)，IF=11.382)（Advanced Functional Materials,2017, adfm. 201606408）
