祝贺我组杨龙副教授在超稳定有机电极材料方面取得重要进展
清洁能源的快速发展引发了对大规模储能设备的迫切需求。有机电极碱金属离子电池因其环保、成本低、高理论比容量等特性备受期待,被认为有潜力成为下一代广泛应用的能源储存装置。为了解决低成本的有机电极目前普遍存在的高介电常数和不稳定性等问题,西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室(环境与能源催化课题组)杨龙副教授与四川大学材料科学与工程学院合作,采用苝基HOF(Hydrogen-Organic-Framework) 有机纳米片作为碱金属离子电池的正极材料,获得超稳定的有机电极材料,并进行了深入的实验和理论研究,获得了清晰的构校关系及能量存储机理。该研究成果发表在纳米领域顶刊《Small》上,硕士研究生汤佳龙为第一作者,杨龙副教授为通讯作者。感谢四川大学武开鹏副教授和西南科技大学宋英泽副教授提供的设备支持和有益讨论。感谢环境友好能源材料国重室及环境与能源催化课题组提供的平台支持。
在这项研究中,研究者成功合成了含有氢键有机骨架(HOF)的富氮苝基材料(P-DCD)。在碱金属离子半电池(锂、钠、钾)的实验条件下,这些材料表现出卓越的倍率性能。同时,在高电流密度条件下,它们展现了优异的循环稳定性(例如,在2A/g电流下,锂离子半电池连续循环5000次而无容量下降,钠离子半电池则连续循环10000次,容量保持率仍高达90%)。电化学动力学研究、in/ex-situ研究以及理论模拟计算进一步阐明了HOF结构P-DCD的卓越稳定性和电化学性能的原因。该成果为未来有机电极材料的设计提供了新的思路,奠定了课题组储能材料的研究基础。目前,课题组正提升材料的综合性能,并积极拓展其市场应用。课题组长期致力于光-电能源催化、转化与存储等方面的研究。
Title:Ultra-thin Hydrogen-Organic-Framework (HOF) Nanosheets for Ultra-Stable Alkali Ions Battery Storage.
中文:用于超稳定碱离子电池存储的超薄氢键有机框架(HOF)纳米片
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202307827.