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舒洪波教授课题组在《先进功能材料》等国际顶级期刊发表系列高水平研究成果

作者 : 周计 编辑 : 李雯雯 来源:化学学院 发布时间 : 2021-04-30 09:20:27 点击量:

近期,我校化学学院舒洪波教授课题组在锂硫电池关键电极材料及其结构调控方面取得重要进展,在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)等国际顶级期刊连续发表高水平研究成果。

最新的成果2021年4月发表于材料领域国际顶级期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 1区Top期刊, IF: 16.836),题为“层次结构NiMoO4纳米片锚定N-S掺杂碳布作为双向催化剂以加速锂硫电池的多硫化锂转化”(NiMoO4nanosheetsanchored on N-S doped carbon clothes with hierarchical structure as abidirectional catalyst towardaccelerating polysulfides conversion for Li-S battery)。锂硫电池因其高理论比容量(1675 mAh g-1)和低成本(约150 $ T-1),被认为是最具发展前景的新一代储能系统之一,然而,严重的穿梭效应和缓慢的反应动力学限制其应用化进程。本课题组通过“一筹钼展”策略,率先提出引入富电子Mo原子构筑NiMoO4纳米片锚定N-S掺杂碳布的3D层次结构NiMoO4@NSCC自支撑电极,用作高效锂硫电池双向催化剂。通过DFT计算结合实验表征发现,引入的富电子Mo原子调整了双金属氧化物的电子结构,延长Li2S的键长和降低其分解能垒,同时延长Li2S4的S-S键长、减小多硫化锂的Gibbs自由能,有利于提高多硫化锂氧化反应和还原反应动力学,从而实现多硫化锂转化的双向催化,显示优异的电化学性能。本工作得到裴勇教授和王先友教授的指导与支持。该成果被“能源学人”等平台高度评价和报道。

(NiMoO4@NSCC/S双向催化多硫化锂转化的机理示意图)

2020年12月舒洪波教授指导研究生孙婷婷在《美国化学会应用材料与界面》(ACS Applied Materials & Interfaces, 1区Top期刊, IF:8.456)期刊上发表题为“高效电催化的多孔NiCo2S4纳米针阵列用作高硫载锂硫电池的自支撑宿主(Porous NiCo2S4Nanoneedle Arrays with Highly Efficient Electrocatalysis Anchored on Carbon Cloths as Self-Supported Hosts for High-Loading Li–S Batteries)”该研究协同发挥氮硫掺杂碳布的丰富孔结构和高导电性,以及NiCo2S4阵列的良好吸附和催化作用,实现高硫载下加速多硫化锂氧化还原反应动力学。

2020年3月,舒洪波教授指导研究生周颖在《能源杂志》(Journal of Power Sources, 1区Top期刊, IF:8.247)上发表题为“花状Bi4Ti3O12/碳纳米管作为锂硫电池多硫化锂的储存和催化剂(Flower-like Bi4Ti3O12/Carbon nanotubes as reservoir and promoter of polysulfide for lithium sulfur battery)”。该研究通过铁电材料Bi4Ti3O12自发极化诱导产生内电场加速多硫化锂转化,同时加强对多硫化锂的吸附,抑制穿梭效应,并取得了显著效果,该成果受到同行专家高度评价。

《先进功能材料》由德国Wiley-VCH出版社出版,是国际功能材料研究领域最具影响的顶级学术期刊。《美国化学会应用材料与界面》是由美国化学会出版的材料类综合性顶级期刊。《能源杂志》是由荷兰Elsevier出版的国际能源类的顶级期刊。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202101285

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c20519

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775320301993?via%3Dihub

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