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科學(xué)研究

輕工學(xué)院“生物質(zhì)化學(xué)與材料”院士創(chuàng)新團(tuán)隊在電化學(xué)儲能器件等領(lǐng)域取得系列研究進(jìn)展

2025年01月08日 13:50 文、圖/輕工學(xué)院 沈夢霞 點擊:[]

我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院(柔性電子學(xué)院)“生物質(zhì)化學(xué)與材料”院士創(chuàng)新團(tuán)隊聚焦植物纖維改性及高值化利用,在電化學(xué)儲能器件和電磁功能材料等領(lǐng)域取得了系列研究進(jìn)展及科研成果。主要研究工作介紹如下:

熊傳銀教授課題組以生物質(zhì)及其衍生物來設(shè)計、構(gòu)筑高性能、綠色及可持續(xù)的儲能材料,包括:基于天然木材設(shè)計構(gòu)筑具有高強度、可塑形、自修復(fù)和形狀記憶特性的高性能超電存儲復(fù)合電極材料;基于非碳化的方法設(shè)計構(gòu)筑木材、納米纖維素基高性能的超電復(fù)合電極材料;基于絲網(wǎng)印刷和電化學(xué)的方法設(shè)計構(gòu)筑可圖案化定制的一體化無隔膜紙基高性能超電儲能器件;基于傳統(tǒng)的造紙工藝制備的高性能一體化的梯度孔紙基超電儲能器件。相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Science, SmartMat, Small methods, Chemical Engineering Journal, Journal of Materials Chemistry A, Nano Research等國際著名學(xué)術(shù)期刊上(其中IF>10的論文20余篇,ESI高被引論文15篇,熱點論文3篇),成果獲陜西省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究優(yōu)秀成果一等獎和二等獎,入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單(2023),榮獲一區(qū)Top期刊“Journal of Materiomics”、“Advanced Composites and Hybrid Materials”、“Energy & Environmental Materials”年度最佳論文獎。(部分文章鏈接:https://doi.org/10.1002/advs.202305962,https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144958https://doi.org/10.1002/smtd.202401254

沈夢霞副教授課題組以木質(zhì)纖維等生物質(zhì)通過金屬交聯(lián)、活性物質(zhì)和熱犧牲金屬模板引入等策略,制備了一系列基于納米纖維素的氣凝膠體系,并通過對碳?xì)饽z微結(jié)構(gòu)中金屬活性位點優(yōu)化篩選、孔結(jié)構(gòu)和碳質(zhì)缺陷等精細(xì)調(diào)控,構(gòu)建了系列碳載金屬單原子催化劑,實現(xiàn)了高性能鋅空氣電池應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在Energy Storage Materials, Chemical Engineering Journal, Journal of Colloid and Interface Science等期刊。此外,利用改性木材氣凝膠的定向多孔結(jié)構(gòu)負(fù)載具有高介電常數(shù)的MXene和磁性稀土氧化物Gd2O3,并結(jié)合MoS2納米片以形成多重異質(zhì)界面,制備了具有磁-介電協(xié)同和多層結(jié)構(gòu)的MoS2@Gd2O3/Mxene多孔碳?xì)饽z復(fù)合材料,實現(xiàn)阻抗匹配和多重電磁波損耗機(jī)制,該木材衍生材料展現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收性能(Small 2024, 2306915)。其中有5篇論文入選ESI高被引論文,部分文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.102790,https://doi.org/10.1002/smll.202306915,https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158551。

(核稿:劉國棟 編輯:劉倩)

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