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河北农业大学在储能材料研究领域取得系列突破
2019-11-29
中国科学报

  记者11月28日从河北农业大学获悉,该校理学院肖志昌博士带领团队与国家纳米科学中心、澳大利亚格里菲斯大学、德国马普高分子所、北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心的学者通力合作,针对储能材料的微纳结构设计问题开展了深入研究并取得系列突破,相关成果相继发表在 《材料化学学报》和《材料科学与工程技术研究报告》上。

  随着环境污染和能源枯竭的日益加剧,发展清洁、可再生的光/电化学储能技术已迫在眉睫。近年来,智能电网、电动汽车、智能移动设备、光伏电站等以光能、电能作为终端能源的供能模式已经逐步渗透到日常生活中。而储能材料的微纳结构设计与研究对于推动新型储能设备的进步与发展起着决定性作用。

  研究团队从分子合成与材料结构设计的角度出发,通过合理地选用反应单体和化学合成策略,成功地制备了具有一维纳米胶囊形貌的聚芘型富碳高分子化合物,并且该结构的直径可以在分子尺度上进行调节。研究人员以此结构作为硫单质载体,用作锂硫电池充放电过程中硫单质的应力变化缓冲屏障,成功实现了高性能、高稳定性锂硫电池的电极材料制备与应用。在此基础上,该团队从芳香二醛类化合物与三聚氰胺的席夫碱化学反应出发,利用分子间的空间位阻效应,成功实现了具有不同禁带宽度的一系列席夫碱型微孔有机聚合物的设计与合成,并运用电子顺磁共振、紫外—可见漫反射光谱等技术手段,深入揭示了不同禁带宽度对可见光具有不同响应能力的原因以及催化过程的中间机制。

  论文相关信息:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201900244

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X1830144X?via%3Dihub

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