近期，我校能源材料與化工學(xué)院電池關(guān)鍵材料與服役安全團隊在鋰硫電池、水系鋅離子電池、鈉離子電池、固態(tài)電解質(zhì)、光熱電催化及SERS傳感器研究等多個前沿方向取得一系列突破性進展，多項研究成果發(fā)表于《Advanced Functional Materials》《Journal of Energy Chemistry》《Rare Metals》《Angewandte Chemie International Edition》《Journal of Colloid and Interface Science》《Carbon Energy》《Sensors and Actuators: B. Chemical》等中科院一區(qū)top期刊。

1.鋰硫電池

團隊創(chuàng)新性地從中國傳統(tǒng)美食毛豆腐中分離毛霉菌菌絲，并基于該菌絲合成碳亞微帶，用于鋰硫電池改性研究。該研究成果以“Ru Quantum Dots Modified Mucor-Derived Carbon Submicroribbons for Advanced Lithium-Sulfur Batteries”為題，發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（DOI: doi.org/10.1002/adfm.202420162）。梁升為第一作者，梁鑫為通訊作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

團隊發(fā)現(xiàn)并驗證了WN-Ni2P在提升鋰硫電池性能方面的關(guān)鍵作用。相關(guān)研究以“In?situ construction of WN-Ni2P heterostructures embedded in nitrogen?doped carbon nanoflakes as lithium sulfide hosts for advanced lithium?sulfur batteries”為題，發(fā)表于《Rare Metals》。梁升為第一作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

團隊利用靜電紡絲技術(shù)，結(jié)合C60和ZIF-67協(xié)同改性明膠基納米纖維隔膜，有效抑制多硫化物穿梭，提升電池性能。該研究成果以“C60 Open Access and ZIF-67 synergistically modified gelatin-based nanofibrous separators for Li-S batteries”為題，發(fā)表在《Energy Materials》上。同時本論文被評選為2024年《Energy Materials》雜志優(yōu)秀論文。梁鑫為第一作者及通訊作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

團隊進一步開發(fā)了Super P與MoO?/MoS?共摻雜的梯度納米纖維膜。該設(shè)計在負(fù)極側(cè)（純明膠層）促進均勻鋰離子流，在正極側(cè)通過物理化學(xué)吸附增強多硫化物轉(zhuǎn)化，為鋰硫電池商業(yè)化提供了新思路。成果以“Super P and MoO2/MoS2 co-doped gradient nanofiber membrane as multi-functional separator for lithium–sulfur batteries”為題發(fā)表在《Rare Metals》。梁鑫為第一作者及通訊作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

2.固態(tài)電解質(zhì)

團隊聚焦固態(tài)電解質(zhì)，系統(tǒng)闡述了聚合物基與陶瓷基電解質(zhì)性能差異，并探討新型固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)前景及高效結(jié)構(gòu)設(shè)計。相關(guān)綜述以“Solid-state electrolytes for solid-state lithium sulfur batteries: Comparisons, advances and prospects”為題，發(fā)表在《Journal of Energy Chemistry》上。梁鑫為第一作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

3.鈉離子電池

團隊深入研究了高濃度電解液對鈉離子溶劑化結(jié)構(gòu)以及正極-電解液界面（CEI）形成的重要影響，顯著提升了鈉離子傳輸動力學(xué)。相關(guān)成果以“A comprehensive investigation of solvation structure and cathode-electrolytes interface for sodium-sulfur batteries in high-concentration electrolytes”為題發(fā)表在《Journal of Colloid and Interface Science》上。團隊胡磊為通訊作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

團隊通過鈉離子電池負(fù)極材料Bi@C的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其匹配電解液的機理研究，使鈉離子全電池Bi@C//NVP在低至-40℃溫度下也能表現(xiàn)出優(yōu)異穩(wěn)定的充放電性能，并深入研究了其高性能低溫儲鈉機制，為推動鈉離子電池的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。該成果以“Bi@C nanosphere anode with Na+-ether-solvent cointercalation behavior to achieve fast sodium storage under extreme low temperatures”為題，發(fā)表于《Carbon Energy》。團隊劉伶俐為通訊作者，梁鑫為通訊作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

4.光熱電催化

團隊探索了與光熱材料Co9S8結(jié)合后的Ce-NiCo LDH（即Co9S8@Ce-NiCo LDH/NF）在近紅外光照射下的電解水表現(xiàn)。經(jīng)近紅外激光照射后，Co9S8@Ce-NiCo LDH/NF電極的表面溫度從28 ℃迅速上升到62.5 ℃，而Co9S8@Ce-NiCo LDH/NF電極的活性顯著提高，在近紅外光下表現(xiàn)出令人印象深刻的HER（過電位：η100=144 mV）和OER（過電位：η100=229 mV）性能。與無近紅外光相比，近紅外照射使HER的催化效率提高24.6%，OER提高15.8%。成果以Generic heterostructure interfaces bound to Co9S8 for efficient overall water splitting supported by photothermal為題, 發(fā)表在中科院一區(qū)期刊《Journal of Colloid and Interface Science》。楊蕾為第一作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

5.SERS傳感器研究

團隊開展研究，在離心管里原位合成Ag納米顆粒溶液，離心自組裝Ag納米顆粒薄膜，獲得一種新型離心管式SERS傳感器，實現(xiàn)食品安全典型污染物的免分離檢測，相關(guān)成果以“Centrifugation assembly proceeded tube-based SERS sensor for field-deployable solution detection”為題，發(fā)表在《Sensors and Actuators: B. Chemical》上。周寧寧為第一作者，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院為第一完成單位。

（來源：能源材料與化工學(xué)院，撰稿：吳彩麗，一審：陳朝明，二審：王磊，三審：王儲炎）