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工学院邹如强课题组在多孔材料能源存储与转换应用上取得系列新进展
日期: 2018-03-23  信息来源: 工学院

北京大学工学院邹如强课题组近期在多孔材料能源存储与转换应用上取得若干新进展,相关文章发表在Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.201705441;DOI:10.1002/adma.201702891;DOI:10.1002/adma.201701139),Nano Letters(DOI:10.1021/acs.nanolett.6b05004),ACS Energy Letters(DOI:10.1021/acsenergylett.7b00265),Journal of Materials Chemistry A(DOI:10.1039/c7ta09608a & DOI: 10.1039/C7TA11100B),Energy Storage Materials(doi.org/10.1016/j.ensm.2017.12.027)等国际著名期刊上。

中空核壳结构的锂离子电池电极材料能够缓冲活性物质的体积膨胀,提高材料导电性和促进锂离子传输扩散。邹如强课题组提出了一种具有普适性的合成方法,能够合成出各种过渡金属氧化物包裹在硼氮共掺杂石墨碳管中的具有中空核壳结构的复合材料。这些材料能够用作锂离子电池的负极材料,其中硼氮共掺杂石墨碳管包裹氧化亚钴的复合材料展现出最好的储锂性能,并且具有出色的倍率性能和循环稳定性。该工作与工学院郭少军研究员合作发表在国际著名期刊Advanced Materials上。

硼氮共掺杂石墨碳管包裹金属氧化物复合材料制备策略

在前期工作中,邹如强课题组利用金属有机骨架材料作为模板合成出了金属纳米钴颗粒镶嵌的氮掺杂碳材料,它对于氧还原反应展现出了出色的催化性能。基于这个工作,邹如强课题组和合作者进一步引入了氮掺杂石墨烯气凝胶作为基底负载金属有机骨架材料,通过一步煅烧得到了四氧化钴纳米颗粒负载在氮掺杂石墨烯气凝胶上的复合材料。其中的四氧化三钴具有丰富的边缘结构,使得大量活性位点得以暴露。石墨烯的引入增加了材料的导电性,并且石墨烯和四氧化三钴之间有着协同效应。这些特点使得该复合材料具有非常高的氧还原催化活性,在0.75V下的动力学电流高达32.5mA cm−2。相关工作发表在国际著名期刊Nano Letters上。

除了研究工作,邹如强课题组还系统总结了多孔金属有机骨架材料用于能源存储与转换的最新进展,并对金属有机骨架材料及其复合材料用于光催化和电催化能源转换,锂离子电池,锂硫电池等应用的设计合成思路做了详细分析总结,应邀在Advanced MaterialsAngewandte Chemie International EditionCoordination Chemistry Reviews等国际著名期刊上发表相关综述。

新型多孔材料在能源存储与转化中的应用

相关研究工作得到国家自然科学基金、国家重点基础科学研究计划、国家青年拔尖人才计划等项目资助。

编辑:江南


   
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