【学术视频】中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会 | 大连理工大学郭威 | 自由微信

查看原文

其他

【学术视频】中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会 | 大连理工大学郭威

原创 KouShare 蔻享学术 2021-04-25

更多精彩视频登陆网站

www.koushare.com

图 | 郭威

题目：Activating the Capacitive Performance of Carbon-based Transition Metal Hybrids: Some Discoveries and Understanding

报告人：郭威

单位：大连理工大学

时间：2019-05-26

地点：中国科学院大连化学物理研究所

扫码观看精彩报告视频

报告摘要

通过缺陷构筑去改良/优化电极材料的电化学性能，对于满足未来储能系统的需求具有前瞻性的重要意义，并成为材料化学领域的研究重点和热点。近年来，一系列的材料缺陷，比如碳材料本征缺陷，阴离子缺陷，阳离子缺陷和晶格缺陷等被逐步报道出来，这吸引了广大能源研究者的注意，并呈现出广阔的应用潜力。但传统的缺陷构筑方法涉及的高能耗，耗时性以及不可控性却在很大程度上限制了其实际应用和推广。
电场辅助法，作为调控带电粒子定向移动的有效媒介，由于电氧化还原反应的特殊性，可很好地用于构筑环境友好型先进材料。近年来，采用电化学方法调控材料的微结构与活性位点受到了国内外学者的广泛关注。一方面，其可以用于诱导无机复合材料的均匀可控生长，赋予材料可控的微观形貌和活性位点；另一方面，其可以用于剥离层状材料，包括碳材料，或者二氧化锰，二硫化钼等。将电场辅助法和缺陷构筑有机结合并有效解耦其反应过程仍是一个富有前景和挑战性的课题，这在实际应用角度也是当前研究所渴望的目标之一。
过渡金属杂化物（比如，Co, Ni, Mn, Fe基的材料）被广泛应用于超级电容器领域，但其呆滞的离子和电子传输动力学限制了其进一步的应用，并最终导致较大的内阻和不理想的倍率性能。基于此，在之前工作的基础上，以恒电压沉积的Co(OH)₂作为前驱体，基于逆向电压引入的快速剧烈的氧化作用，通过对固液界面的精细调控，研究建立了富缺陷高活性的CoOOH耦合碳纤维的技术策略。此复合材料作为超级电容器的电极材料，呈现出优异的倍率性能和良好的循环稳定性。结合反应动力学分析和理论计算，发现这种富缺陷的CoOOH呈现出更高的电化学反应活性，其表面反应占主导的储能行为有效提升了反应过程的可逆性和稳定性。进一步将这类复合电极材料与二维多孔碳纳米片构筑的混合超级电容器，考察了其在水系电解液中的电化学性能，发现其同时具有较高的功率密度和能量密度。同时，探究了此逆向电压技术策略对Ni，Mn，Cr，Fe基杂化材料的原位修饰作用，发现其对电化学性能的提升产生积极的作用，显示出很好的应用前景。相关成果以题为“A Universal Converse Voltage Process for Triggering Transition Metal Hybrids in-Situ PhaseRestruction towards Ultrahigh Rate Supercapacitors”发表在知名期刊Advanced Materials上，第一作者是大连理工大学博士生郭威，通讯作者是邱介山教授和于畅教授。

个人简介

郭威，化工与环境生命学部化学工艺专业2015级硕博连读生，师从邱介山教授和于畅教授，研究方向为碳基高能量密度电容器的构筑与优化，曾获第十三届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品“特等奖”，CSC国家公派留学奖学金，第十五届挑战杯中国银行全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖，大连理工大学第十三届“趣加•攀登杯”科技作品竞赛一等奖，万华化学创新应用大赛一等奖，硕士研究生国家奖学金，大连理工大学优秀研究生，大连理工大学优秀学生干部，中国化学会第三十一届学术年会优秀墙报奖。今年十一月份将赴美国加州大学劳伦斯伯克利国家实验室访学交流一年，进行原位同步辐射的研究。现共发表高水平SCI论文17篇。其中以第一作者发表四篇文章，分别为Advanced Materials (IF: 25.8), Advanced FunctionalMaterials (IF:15.6), Nano Energy (IF:15.5), Small (IF: 10.8)。研究领域主要涉及碳基过渡金属杂化物在超级电容器领域的应用。

会议简介

中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会于2019年5月25日~27日在中国科学院大连化学物理研究所召开。此次会议由中国化学会主办，中国科学院大连化学物理研究所承办。会议主要围绕“能源化学与材料化学”这一主题开展，内容主要包括：1、能源储存：储能电池和动力电池研究；2、能源催化：热催化和电催化研究, 催化表征与模拟；3、太阳能：太阳能转化材料与化学。