• 物理與能源學院洪振生教授團隊與德國Sanjay Mathur教授合作的研究成果在Nano Energy上發表

    時間:2020-05-28瀏覽:148


    近日,物理與能源學院洪振生教授團隊在儲能材料領域又取得重要進展,其研究成果以《Breaking the limitation of sodium-ion storage for nanostructured carbon anode by engineering desolvation barrier with neat electrolytes》為題發表于能源類頂級學術期刊《Nano Energy》(工程技術大類一區,IF=15.548)。

    該研究成果中我院碩士生真義超與Ronjian Sa博士為共同第一作者LBET竞技,我院為第一完成單位LBET竞技,洪振生教授和與德國科隆大學Sanjay Mathur教授為通訊作者。該研究得到德國洪堡基金會,國家自然科學基金面上項目和福建省杰出青年基金等多方資助LBET竞技。

    論文在能源學人的刊登報道:https://mp.weixin.qq.com/s/vTL62gIGrJdrLWLfsgaNqg

    論文簡介如下:

    先前大多數研究過于單純地集中在開發用于鈉離子電池(SIB)的電極材料上,而在電解液與材料微觀結構的相容性效應和作用機理研究相當缺乏。在本文中,通過選擇合適的溶劑,納米結構碳負極電極表面可以獲得出色的離子擴散動力學,打破了其固有的局限性。具有較小層間間距但表面積非常大的多孔納米碳,其ICE可高達91.1%,并具有非常出色的大倍率性能。研究發現在醚電解質中的Na+的脫溶劑化能(~94.6 meV)限制低于在酯電解質(~307.8 meV)。DFT計算表明,酯類溶劑中Na+-溶劑吸附吉布斯自由能大且Na+脫溶劑能高,而醚類溶劑中具有較低的Na+-溶劑吸附吉布斯自由能和較小的Na+脫溶劑能,從而采用醚類溶劑可以抑制電解液與納米結構碳材料表面的強相互作用和低擴散能力而造成嚴重分解。對于使用醚電解質的電極材料,較大的表面積反而有有助于提高電化學儲鈉性能LBET竞技。這項研究為使用材料定制電解液提供了可靠的調節參數,有助于推動納米結構儲能電極材料邁向實際應用。

    (a, b)使用CMC粘結劑的PNC負極在DMEDEGDME電解液中第1,2,5圈充放電曲線。(c)不同電解液中PNC的倍率性能LBET竞技。(d)在兩種電解質中PNC負極的活化能活化能Ea,ctArrhenius曲線。(e) PNC材料表面上不同溶劑相應的吸附吉布斯自由能。(f) 不同電解液中鈉離子遷移和去溶劑化過程的示意圖。


    官網鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520304523 

    20NE-Breaking the limitation of sodium-ion storage for nanostructured carbon.pdf



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