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学术报告

5月13日无机化学系列讲座之三

发表日期:2021-05-13来源:放大 缩小
 无机化学系列讲座

 

 

        报告题目:外场辅助固态金属空气电池新体系

        报 告 人: 徐吉静 教授

        单      位:吉林大学

        报告时间:2021年5月13日(星期四)  上午09:30

        报告地点:教育大厦4040

        报告人简介:

        徐吉静,教授,博士生导师,国家“万人计划”青年拔尖人才。现任职吉林大学化学学院,无机合成与制备化学国家重点实验室,未来科学国际合作联合实验室。曾获科睿唯安“全球高被引学者”(2019年)、吉林省拔尖创新人才(2019年)、吉林省青年科技奖(2018年)和吉林大学学术带头人(2018年)等荣誉或奖项。主要从事新能源材料与器件领域的基础研究和技术开发工作,具体研究方向包括:金属空气电池和外场辅助能量储存与转化新体系。相关成果近5年共发表SCI学术论文50余篇,其中包括第一/通讯作者论文:Nature 1篇、Nat. Energy 1篇、Nat. Commun. 3篇、Angew. Chem. Int. Ed. 2篇、Adv. Mater. 4篇、Energy Environ. Sci. 1篇、ACS Cent. Sci. 1篇、ACS nano 1篇等。迄今为止,论文被他引5000余次,12篇论文入选 ESI 高引论文,个人H指数32。获授权发明专利和国防专利7项。作为项目负责人承担国家自然科学基金(3项)、吉林科技发展计划重点研发项目、林省“十三五”科学研究规划项目、吉林省自然科学基金等11项科研课题;作为技术骨干参与中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划等国家重大科研任务。

        报告摘要:

        金属空气电池性能优良、结构简单、安全可靠且绿色环保,是应对当前日益严峻的能源问题和环境问题的优选方案。限于空气正极反应动力学慢和电解质稳定性差等问题,金属空气电池潜在优势难以发挥,能量转换效率、倍率性能、循环寿命等方面距离实用化还存在很大差距。针对这些问题,本课题组重点开展了以下工作:(1)基于分子工程学思想,通过巧妙的孔道结构和界面性质设计,开发出对空气稳定性高、电化学窗口宽、电导率高、安全可靠的分子筛基固态电解质新体系,解决了现有固态电解质材料的环境不稳定性和内部锂枝晶两大科学难题,有效推动了固态电解质材料和固态储能电池两大领域的实质性发展(Nature,2021,592, 551–557);(2)设计与合成了包括单原子材料在内的多种新型电催化剂材料,有效改善了正极的氧还原和氧析出反应动力学,进而大幅改善了金属空气电池的能量转换效率、倍率性能和循环寿命(Nat. Commun., 2020, 11, 2191;ACS Nano, 2020, 14 (3), 3281);(3)在国际上率先提出使用“外场辅助”提升金属空气电池反应动力学的新策略,为提升电极反应动力学提供新思路。并开发出多种外场辅助电催化剂材料,进一步提高电池的能量转换效率、倍率性能和循环寿命(Adv. Mater., 2020, 32, 2002559;Adv. Mater., 2020, 32, 1907098);(4)基于以上关键材料的研发,成功构建了外场辅助固态金属空气电池新体系,电池可在极寒和极热环境中实现-73 oC~150 oC的宽温稳定工作,电池综合性能稳定且安全可靠,拓展了金属空气电池在传感器、军工和航天等特殊使用场景中的应用(Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 19518;J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 14799)。

 

 

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