本网讯（化学化工学院）近日，我校化学化工学院/高分子及能源化学研究院陈义旺教授/袁凯教授团队在储能新材料技术领域取得重要研究进展，通过构造和精准调控分级多孔结构，制备具有高活性位点密度及利用率的系列碳基储能材料实现高性能锌离子电容器和锌空电池。

锌离子电容器在大规模储能方面有着广阔的前途，但碳基正极材料能量密度较低，限制了锌离子电容器的性能及应用。为了解决碳正极材料储锌活性位点匮乏的问题，陈义旺教授/袁凯教授团队提出了消除微孔限域策略，优化电极材料孔结构与载流子匹配，有效提高活性位点利用率，从而进一步提高锌离子电容器的能量密度和循环耐久性。此外，通过原位电化学石英晶体微天平和原位拉曼光谱系统性地诠释了Zn²⁺、H⁺和SO₄^2-之间的共吸附机理以及可逆化学吸附机理。此项研究为实现高功率和高能量密度锌离子电容器提供新途径。

锌空电池具有超高的比容量，安全可靠、绿色环保而且价格低廉，在军事装备、新能源交通、电网并网、应急电源和电子设备领域均有着巨大的潜力。然而，正极氧还原反应的缓慢动力学过程严重影响着锌空电池的放电效率。基于此，团队通过纳米乳液诱导聚合自组装策略制备了含铁单原子的氮硫共掺杂多孔碳纳米笼，精确调控纳米孔结构使催化活性中心的利用率最大化，应用于锌空电池大幅提高了放电功率密度和比容量。此外，这项工作发展了原位电化学扫描显微镜对于催化剂活性位点密度和利用率进行定性和定量分析的方法，为合理设计高性能催化剂应用于能源存储与转换提供指导。

团队长期围绕能量转换与存储器件关键材料与技术等方面开展研究，发展了一套可全自动化印刷制备工艺，实现大面积柔性固态能量转换与存储器件（太阳电池、超级电容器、金属-空气电池）的制备、集成及应用。近几年，团队系列研究成果发表在Nat. Commun.; JACS; Angew. Chem.; Adv. Mater; CCS Chem.等国内外知名期刊上，申请并获批系列专利，在能量转换与存储器件产业化专利技术成果应用方面取得突破进展，为推进“双一流学科”储能新材料技术方向的建设提供重要支撑。

相关研究成果连续发表在国际权威学术期刊 Advanced Materials  (IF = 32.086）上，论文第一作者分别为南昌大学博士研究生王立和唐纤秾，南昌大学为论文第一及通讯作者单位。

论文链接：

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202203744

2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208942

编    辑：涂金凤

责任编辑：许  航