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中南民大楊應(yīng)奎團隊在聚合物基能源材料領(lǐng)域取得系列進展
來源：中南民族大學(xué) 2022-07-13
導(dǎo)讀：為應(yīng)對全球能源危機和生態(tài)環(huán)境污染的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)、賦能綠水青山和達(dá)成碳中和目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，電化學(xué)能源是其重要載體。其中，電極材料決定著電化學(xué)能源的服役性能與成本效益，目前以金屬化合物、貴金屬等非有機材料為主，其未來面臨能量受限、資源枯竭、成本高、回收難等挑戰(zhàn)。以有機聚合物為電極材料兼具資源豐富、結(jié)構(gòu)可調(diào)、理論容量高、成本低、易回收、可再生等優(yōu)點，但仍存在導(dǎo)電性差、實際容量小、輸出電壓低、穩(wěn)定性差等問題，難以滿足器件高能量、大功率、長循環(huán)的應(yīng)用要求。近年來，中南民族大學(xué)化材學(xué)院楊應(yīng)奎教授團隊針對上述問題展開系統(tǒng)研究，在聚合物基能源材料領(lǐng)域取得了重要進展。
團隊創(chuàng)新成果主要包括三方面：一、本征型聚合物電極材料：通過調(diào)節(jié)活性中心（Mater. Today 2021, 50, 170; 影響因子IF 26.9）和鏈結(jié)構(gòu)（Energy Environ. Mater. 2022, DOI: 10.1002/eem2.12275; IF 13.4），結(jié)合Clar芳香理論（J. Mater. Chem. A 2021, 9, 20985; IF 14.5）調(diào)制電子效應(yīng)（Nano Energy 2020, 70, 104525; IF 19.1），調(diào)控拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Renew.Sustain. Energy Rev. 2021, 147, 111247; IF 16.8）和聚集結(jié)構(gòu)（ACS Nano 2020, 14, 14675; IF 18.0），協(xié)同提高正極電壓、反應(yīng)活性和能量密度，并闡述了本征結(jié)構(gòu)與性能之間的構(gòu)效關(guān)系（Adv. Sci. 2022, 9, 2103798; IF 17.5）。二、復(fù)合型聚合物電極材料：通過原位聚合方法提高碳納米相的分散性、相容性和載荷轉(zhuǎn)移能力（J. Mater. Chem. A 2022, 10, 5918），提出了“原位反應(yīng)成核”誘發(fā)形成核殼異質(zhì)結(jié)（J. Mater. Chem. A 2021, 9, 6962）、納米雜化串晶（J. Mater. Chem. A 2021, 9, 10652）和三明治夾芯結(jié)構(gòu)（Energy Environ. Mater. 2022, DOI: 10.1002/eem2.12399），構(gòu)建三維電子/離子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)（Chem. Eng. J. 2022, 449, 137858;IF 16.7），充分暴露活性位點（J. Mater. Chem. A 2020, 8, 5882），調(diào)諧儲能機制（Chem. Eng. J. 2020, 401, 126031），繼而提高電極導(dǎo)電性、實際容量和循環(huán)性能。三、聚合物衍生納米結(jié)構(gòu)：通過空間限域聚合、軟模板反應(yīng)調(diào)控納米結(jié)構(gòu)和表/界面載荷輸運能力（Energy Environ. Sci. 2020,13, 1743; IF 39.7），調(diào)制電子結(jié)構(gòu)提高能量轉(zhuǎn)換效率（Angew. Chem. Int. Ed. 2020,59, 1611; IF 16.8），結(jié)合化學(xué)摻雜與金屬單原子負(fù)載提高反應(yīng)活性（Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2009197; IF 19.9），協(xié)力多元分級復(fù)合結(jié)構(gòu)提高電池能量密度和服役穩(wěn)定性（J. Mater. Chem. A 2021,9, 13001），為發(fā)展高性能、低成本的納米結(jié)構(gòu)能源材料提供了新路徑和新觀點。
據(jù)悉，楊應(yīng)奎教授于2016年入職中南民族大學(xué)以來，帶領(lǐng)團隊獲批國家基金7項，并入選湖北省創(chuàng)新群體；以通訊作者在TOP期刊上發(fā)表SCI論文42篇，包括IF>10論文30篇、封面論文11篇，產(chǎn)生了較大的學(xué)術(shù)影響力。此外，聯(lián)合廣東企業(yè)創(chuàng)建石墨烯研發(fā)中心，組建了佛山“藍(lán)海人才計劃”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，新獲發(fā)明專利授權(quán)16項，完成技術(shù)轉(zhuǎn)化3項；依托團隊技術(shù)創(chuàng)立公司入選國家高新技術(shù)企業(yè)，開發(fā)了導(dǎo)電漿料、熱管理膜、光伏漿料和表面處理劑等系列新產(chǎn)品，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考資料：https://www.scuec.edu.cn/xww/info/1004/9980.htm
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