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化材学院生物质微纳米功能材料研究团队在《Advanced Materials》发表高水平研究论文
【发布日期: 2023-03-28】 【来源:化材学院 】 【作者:庞亚俊】 【编辑:郝璞玉】 【点击量:

3月25日,化材学院林业工程学科生物质微纳米功能材料研究团队在材料科学领域国际顶尖期刊《Advanced Materials》(中科院1区Top,IF=32.086)在线发表题为“Wood-derived continuously oriented three-phase interfacial channels for high-performance quasi-solid-state alkaline zinc batteries”(木材衍生连续定向三相界面通道用于高性能准固态碱性锌电池)的研究论文。第一作者是该团队硕士研究生李岚泽,通讯作者为陈浩教授和青年教师庞亚俊博士。Kaiyun·开云(中国)官方网站化学与材料工程学院为第一单位和唯一通讯单位。



随着新能源产业的快速发展,市场对于新型高性能可充电二次电池的需求日益增长。混合锌电池结合了碱性镍锌电池和锌空气电池两者的优点,在二次电池储能领域引起了广泛关注。然而,电催化氧反应的动力学和电解液的传质受到不匹配和无序的多相反应界面传递通道的限制,极大地阻碍了混合锌电池的性能。在这项研究中,开发了源自松木天然结构的连续定向的三相界面通道正极,以应对这些挑战。将松木片碳化,然后仅在木材衍生碳片的一侧电沉积生长活性材料,即可制作集成活性材料、集电器和连续定向三相反应界面通道于一体的木材衍生正极。该连续定向的三相反应界面通道可实现导电骨架内的电解液高效渗透和快速氧扩散,从而加速反应动力学。因此,基于木材衍生正极的准固态混合锌电池执行了超出镍锌电池的额外充放电过程,具有宽工作电压(0.6-2.0 V)、高比容量(在1 mA/cm2时达到656.5 mAh/g)、出色能量密度(644.7 Wh/kg)以及良好耐久性(连续工作8000分钟后的容量保持率为80.0%)等优势。与单纯的镍锌电池相比,混合锌电池的容量提升幅度高达约370%。这使得所制作的混合锌电池在碱性锌电池领域中处于领先地位,并且展现出作为低成本、高性能、长寿命、环保和低碳足迹储能装置的卓越潜力。

研究团队介绍:生物质微纳米功能材料研究团队(负责人:沈哲红教授)成立于2013年,隶属于林业工程学科,主要面向浙江省加快推进竹木产业二产转型升级重大需求,开展“碳中和”背景下“绿色”材料的开发与利用研究。具体来说,以竹木加工主产物为原料,开发胶黏剂和涂料用于户外木竹材制作;以竹木加工副产物为原料,开发碳基复合材料用于超级电容器、锂离子电池、水系电池、太阳能水蒸发器等的制作。到目前为止,团队已主持国家级和省部级科研项目10个,在Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Energy Storage Mater.、Adv. Sci.、Small、Energy Environ. Mater.、Chem. Eng. J.等期刊发表SCI论文40余篇,获得授权专利9件,曾获得浙江省科技进步一等奖、二等奖、梁希林业科学技术三等奖、梁希青年论文二等奖、校第五届研究生优秀导学团队等荣誉。



全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202300132

(化材学院 庞亚俊)


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