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三峡大学科研团队在微纳储能器件研究领域取得重要进展

2022-09-29 09:17:31 来源:未来网

  近日,三峡大学材料与化工学院新型微纳储能器件团队许旺旺博士在新型质子电池、纳米功能材料等领域取得重要研究进展,其成果“通过Grotthuss机制在金属态H1.75MoO3纳米带中实现质子存储”(Proton Storage in Metallic Nanobelts through the Grotthuss Mechanism)在线发表于国际著名期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society,JACS,IF=16.383,doi.org/10.1021/jacs.2c03844),该成果也是三峡大学首次以第一单位在JACS上发表的研究论文。

  

  理想的电化学储能器件是在最小的体积内以最短的时间储存大量的能量,载流子质量越低,其理论能量密度就越高。因此,质子被认为是高能量和高倍率电化学储能器件最理想的载流子。但是,因基于质子的电化学储能器件通常都含有强酸性电解液导致其电极选择范围较少,反应机制也不完善。鉴于此,该团队首次提出在电化学活化的H1.75MoO3纳米带中实现基于Grotthuss机制、无扩散过程且快速的质子传输。同时,电化学活化的H1.75MoO3纳米带中因存在Jahn-Teller效应导致的电子-声子耦合而呈现金属态。本文利用阿伦尼乌斯方程成功验证了无机材料H1.75MoO3体相内部与电极/电解液界面超低的能垒,同时利用DFT辅助验证了材料中的Grotthuss机制,该研究结果显示出基于质子无需扩散过程的电化学储能器件应用的巨大潜力。本研究工作得到了国家自然科学基金、能源和环境材料化学学科创新引智基地、无机非金属晶态与能源转换材料重点实验室的支持。

  据了解,许旺旺,材料与化工学院新型微纳储能器件团队负责人,硕士生导师。研究领域包括水系氢离子电池、固态锌离子电池的制备工艺及应用。已在JACS, Adv. Energy Mater., Nano Energy,Energy Storage Mater., Nano-Micro Lett.等国际著名期刊上以第一或通讯作者发表学术论文25篇,引用3682次,H指数31。担任Frontiers In Chemistry, Energies等SCI期刊的客座编辑,Chem. Eng. J., ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊审稿人。(通讯员:三峡大学 易娜)

作者: 编辑:瞿凯侠

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