我校化學(xué)與材料工程學(xué)院教師張少卿(第一作者)在以生物質(zhì)(綠藻)為原料制備高性能超級(jí)電容器方面取得一系列研究成果,并分別于5月份和10月份以我校為第一通訊單位在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(中科院分區(qū):物理化學(xué)類1區(qū)Top期刊,IF: 9.965)發(fā)表研究論文“Alkali etching zinc and manganese silicates derived from natural green algaes for supercapacitors with enhanced electrochemical properties” (DOI: 10.1016/j.jcis.2022.05.016)和“Metal silicates for supercapacitors derived from the multistep treatmentof natural green algaes” (DOI: 10.1016/j.jcis.2022.10.097)。
開發(fā)新型高容量、高能量密度的電極材料,是解決能源緊缺和環(huán)境污染問題的有效手段,是當(dāng)前熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。硅酸鹽在自然界中大量存在且具有極高的理論容量(超過1000mAh/g),是一類理想的、有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的電極材料。然而,當(dāng)前研究表明,獲得的容量僅僅達(dá)到其理論容量的30%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其理論容量。因此,針對(duì)硅酸鹽作為電極材料存在導(dǎo)電性差和在充放電過程中體積膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌的問題,本文提出以生物質(zhì)為原料制備特殊結(jié)構(gòu)過渡金屬硅酸鹽(MSiO)及其復(fù)合材料來提高其電化學(xué)性能的研究課題,旨在開發(fā)從納米尺度控制合成MSiO及其復(fù)合材料的新路線。采用納米多孔結(jié)構(gòu)克服體積膨脹和復(fù)合材料提高導(dǎo)電性來實(shí)現(xiàn)提高M(jìn)SiO電化學(xué)性能的目標(biāo),并研究和構(gòu)建MSiO復(fù)合材料的組成及微觀結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系,為實(shí)現(xiàn)MSiO作為電極材料大規(guī)模應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù),推動(dòng)特殊結(jié)構(gòu)MSiO合成技術(shù)的發(fā)展。張老師的一系列成果的產(chǎn)出也是化學(xué)與材料工程學(xué)院加強(qiáng)科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面的突出成績。(特約通訊員:沈競成 攝影:張少卿 審核:張炎 編輯:張威)