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材料学院郑伟涛教授科研团队研究成果在《自然-通讯》上发表

发布日期:2017-05-09     作者:材料科学与工程学院      点击:

材料科学与工程学院郑伟涛教授领导的科研团队在储能材料的结构转变以及储能机制的研究中取得重要进展,并于2017年5月8日在《自然-通讯》上发表了题为《Atomic-levelEnergyStorageMechanism ofCobaltHydroxideElectrode forPseudocapacitors》的研究成果,引发国内外同行的关注,这一研究工作得到了国家自然科学基金和吉林大学引进学术带头人基金的资助,同时得到西班牙能源中心和韩国基础科学研究所电镜中心的支持。该论文第一作者为材料科学与工程学院在读博士研究生邓霆。

图片摘自Nature Communications,2017,8,15194

据团队成员、引进学术带头人、论文通讯联系人之一的张伟教授介绍,随着大量小型化、可移动电子设备的使用,目前人们关注的焦点之一是研发具备高能量密度和高功率密度的储能器件,而实现高能量密度和高功率密度目标的首要任务是揭示在原子或分子层面如何控制电极材料储能、避免失效的动态过程机制。该团队设计并制备的氢氧化钴薄膜电极,同时具备高能量密度和高功率密度,且电化学和力学性能十分稳定,经过15000次充放电循环后比电容仅下降了8%。利用原位X射线精细结构光谱、先进电子显微分析和理论计算,该团队精确解析了电极材料局域结构中原子的动态演变(如图1),发现高电化学性能源于充放电氢氧化钴两相具有的结构相似性和模拟电池中离子嵌入/脱出具有的储能机制。

郑伟涛教授领导的科研团队长期致力于高性能储能材料的设计与合成研究,此前已在《先进能源材料》、《先进功能材料》、《尖端科学》等国际重要期刊发布相关进展报告和专题评述。这些研究将为研制兼备能量密度与电池媲美、功率密度与超级电容器相当的高稳定储能器件提供新的思路,为储能器件研制开辟新的方向。

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