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微纳米结构3D阵列电极的制备研究取得突破
作者:金声          文章来源:工学周报     点击数:     更新时间:2015/3/20 0:29:53

近日,我校材化学院曹殿学教授带领的新能源材料与电化学研究所在微纳米结构3D阵列电极的制备及其电化学性能研究上取得新的突破,成功获得一系列结构与性能有机统一的微纳米3D电极,通过3D结构设计,微纳米化制备,活性材料组成的优化,大幅提升了电池、电容器等化学电源的性能。该项成果获得国际同行高度关注,7篇相关论文成为ESI高引用论文。

随着能源的紧缺和环境的污染,研究和开发安全、清洁的新能源成为科学前沿和热点问题。化学电源作为能量转换和存储装置,在与日俱增新能源开发中发挥重要作用。电极是决定化学电源性能的关键之一。传统电极采用先制备粉末电极材料,再利用粘结剂将电极材料粘结在集流体上,这种两步法技术存在工艺复杂、电活性材料利用率低等问题。新能源材料与电化学研究所经过持续多年的深入、系统研究,从电极的微观结构和性能的构效关系出发,采用无模板直接生长一步法制备技术,通过3D结构设计,微纳米化制备,活性材料组成的优化,成功获得一系列结构与性能有机统一的微纳米3D电极。该类电极在燃料电池、锂离子电池、超级电容器中的表现出优异的电化学性能。该团队的研究结果,为新型高效电极的研发提供了很有价值的启示。利用这一制备方法,该研究团队还实现了泡末镍表面介孔过渡金属氧化物纳米线阵列的可控生长,以及无碳无粘结剂的三维纳米结构自支撑高效贵金属催化电极的构筑,并发展了具有交联结构的石墨烯基复合电极的高效制备方法。这一研究成果获得了国内外同行的高度关注,相关论文在多个国际知名期刊发表后引起关注,7篇相关论文成为ESI高引用论文,曹殿学教授还入选爱思唯尔(Elsevier2014年中国高被引能源领域学者。

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