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          學術聚焦
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          材料學院李鎮江教授團隊在超級電容器電極材料研究領域取得新突破

          作者:潘超超 審核:謝廣文 張巖 來源:材料學院 編輯:   點擊: 日期:2022-05-18

          近日,材料學院李鎮江教授團隊在超級電容器電極材料研究領域取得突破性進展,該成果以“The semicoherent interface and vacancy engineering for constructing Ni(Co)Se2@Co(Ni)Se2heterojunction as ultrahigh-rate battery-type supercapacitor cathode”為題發表在國際知名學術期刊《Advanced Functional Materials》(2022,DOI: 10.1002/adfm.202202063,影響因子18.808)上。材料學院趙健副教授為第一作者,李鎮江教授為通訊作者,青島科技大學為唯一通訊單位。

          近年來,超級電容器以其快速充放電、功率密度大及循環壽命長等特性已成為一種極具發展潛力的能量存儲裝置,引起了人們的廣泛關注。電極材料作為構建超級電容器的核心部件之一,決定著其性能的優劣。因此,開發高性能電極材料就成為本領域的熱點和難點課題。研究表明,Ni/Co硒化物具有較高的理論比電容、優異的氧化還原特性及高的電化學活性等優勢,被認為是一種理想的電池型超級電容器電極候選材料。然而在現有研究結果中,測試的比電容卻遠低于其理論值,尤其是在高電流密度下的倍率性能較差,無法滿足新一代高性能超級電容器電極材料的需求。針對上述問題,該團隊研究人員首次構筑了一種具有半共格界面特性的Ni(Co)Se2@Co(Ni)Se2異質結,同時在其內部引入了豐富的硒空位,這不僅可以調節其電子結構,從根本上提高了電子/離子傳輸速率,而且還降低了離子吸附能,同時,在離子擴散路徑中極大地提高了離子的化學親和力。電化學性能測試結果表明:此電極材料可呈現出大的比電容和超高的倍率特性,同時,構筑出的超級電容器也具有高比能量密度和長循環壽命。這項研究工作為設計高性能電池型電極材料提供了可靠策略,極大地推動了其商業應用過程。

          本課題研究得到了國家自然科學基金、泰山學者人才工程、山東省高校青創人才引育計劃、山東省高校青創科技計劃及山東省自然科學基金等項目的資助。

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