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        2. 化學與制藥學部本科生作為第一作者在國際知名期刊發表論文

          發布時間:2024-05-15通訊員:王曉出處:化學與制藥工程學院供稿審核人:閆勇責任編輯:王炯垚訪問量:481

          近日,化學與制藥學部2021級本科生馮凱強作為第一作者在國際知名期刊Advanced Energy Materials (影響因子:27.8)上發表了題為“Antioxidant Interfaces Enabled by Self–Deoxidizing and Self–Dehydrogenating Redox Couple for Reversible Zinc Metal Batteries”的研究論文。齊魯工業大學(山東省科學院)化學與化工學院王曉博士和山東大學熊勝林教授為論文的通訊作者,齊魯工業大學(山東省科學院)化學與化工學院為第一單位,山東大學化學與化工學院、四川大學高分子科學與工程學院和成都大學機械工程學院為合作單位。



          水系鋅電池憑借金屬鋅負極的諸多優點如高安全性、低成本、高理論容量(820 mAh/g和5855 mAh/cm3)和優異的化學穩定性受到了廣泛的關注。水系鋅電池的組裝不需要手套箱,在空氣氛圍下即可完成,因此電解液中不可避免含有大量的溶解氧,進而加劇了循環過程中的鋅腐蝕、析氫反應、枝晶生長和層狀雙氫氧化物副產物的累積,最終導致極低的鋅利用率和短的循環壽命。為此,本研究另辟蹊徑,在硫酸鋅電解液中引入異抗壞血酸鈉作為一種自除氧和自除氫的添加劑,共存的C?H?O?–/C?H?O?氧化還原對可以自發捕捉電解液中的溶解氧,同時清除析出的氫氣,充當了氧化還原緩沖劑的作用。光譜學和DFT計算證明了氧化還原對的親鋅性,有助于在鋅表面形成疏水的雙電層結構。C?H?O?–陰離子具有低的LUMO值,在循環過程中有助于分解形成ZnCO?導的固體電解質界面(SEI)。該SEI誘導了沿(100)方向鋅的優先還原、成核與生長,從而生成無枝晶、無腐蝕的鋅沉積和優異的電化學性能(85.5%鋅利用率下循環335h,循環1100h平均庫倫效率99.7%以及實用條件下的全電池循環)。這項工作為高性能水系鋅電池的電解液調控提供了新思路。



          本研究得到國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省高校青年創新團隊發展計劃、山東省自然科學基金重點研究項目、校(院)科教產融合試點工程基礎研究類項目培優基金、山東省大學生創新創業培養計劃等項目和校(院)大型儀器開放共享管理平臺、山東大學結構成分與物性測量平臺、四川大學高分子科學與工程實驗中心的支持。


          馮凱強,2003年1月出生,山東濱州人,系齊魯工業大學(山東省科學院)化學與制藥學部化學(學術型)2021級1班學生,于大一年級進入王曉老師實驗室開展科研訓練和研究工作,熱愛探索,樂于鉆研。2023年曾以第二作者在Advanced Energy Materials發表論文1篇。


          王曉,講師,博士,碩士生導師,分別于吉林大學、四川大學和山東大學獲得材料學(高分子方向)的工學學士、碩士和博士學位,2021年9月加入化學與化工學院周國偉教授多孔材料制備技術及應用團隊開展教學科研工作。主持國家自然科學基金、山東省自然科學基金、校(院)科教產融合試點工程基礎研究類項目培優基金,以第一和通訊作者發表SCI論文十余篇,包括Nano Letters(2篇)、Advanced Energy Materials(2篇)、ACS Nano等材料與化學領域的頂級期刊,其中2篇ESI高被引論文。

           

          熊勝林,山東大學特聘教授,國家級領軍人才,自2018年以來連續入選全球高被引科學家。研究方向:能源材料化學,一直圍繞在微納尺度下如何實現新能源材料精準可控合成與組裝的關鍵科學問題開展基礎應用研究,嘗試用簡單的化學原理和合成策略,可控合成結構新穎的復合組裝結構材料,將其應用在堿金屬二次電池、鋰硫二次電池、水系電池等領域。近五年以通訊作者在Angew. Chem., Adv. Mater., CCS Chem., Sci. Bull., Nano Lett., Adv. Energy/Funct. Mater., Nano Res., J. Energy Chem.等主流刊物發表論文60余篇。論文總他引22000余次,H指數85?,F在主持國家聯合基金重點項目、山東省重大基礎研究項目等課題。目前擔任《中國化學快報》編委和《Journal of Energy Chemistry》執行編委。


          論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202401053


          學術科研

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