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我校吴贤文副教授课题组在锌基水系电池领域取得重要进展

时间:2019-04-04 作者:华骏  点击:[]

  本网讯 (华骏) 水系电池组装工艺简单,且具有安全无毒、成本低廉、倍率性能好等优点,在大型储能和动力电池领域具有广阔的应用前景。近年来化学化工学院吴贤文副教授课题组在锌基水系电池方面取得了突出成绩和重要进展。

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  该课题组以资源丰富、环境友好、可逆?#38498;謾?#24179;衡电位低和能量密度高的?#35838;?#36127;极、锰酸锂为正极,研究了混合水系电池的电化学性能。通过对商业锌箔打磨、向电解液中加入硫脲,降低了电池的副反应,该成果于2015年发表在Journal of Power Sources, 2015, 300:453-459(JCR 一区,IF=6.945,引用36次),论文第一作者为吴贤文副教授,通讯作者为何则强教授?#32479;?#29854;教授。

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  为了降低水系电池的成本,该课题组进一步通过溶胶凝胶法制备了一?#30452;萀iMn2O4更廉价的正极材料Na0.44MnO2,并证实该材料不仅可以嵌入钠离子,还可以嵌入锌离子,?#19968;?#21512;水系电池具有优异的循环性能,该成果于2016年发表在Journal of Power Sources, 2016, 336:35-39(JCR 一区,IF=6.945,引用46次),并授权国家发明专利一件(吴贤文等,ZL201610060911.2),论文第一作者为吴贤文副教授,通讯作者为熊利芝教授。

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  为了进一?#25945;?#39640;水系电池的比容量,该课题组以碳微球为模板,采用溶剂热法制备了?#38156;?#22810;孔尖晶石ZnMn2O4,结果表明该水系锌离子电池在3.2A/g 的大电流密度下充放电,容量仍然高达70.2 mAh/g,向电解液中加入MnSO4还可抑制锰溶解。该水系锌离子电池体系不仅有望取代传统铅酸电池,而?#19968;?#21487;以充分利用湘西地区丰富的锰锌矿产资源,依托“锰锌钒产业?#38469;?#28246;南省2011协同创新中心”等省级?#25945;?#35299;决湘西和铜仁地区锰锌资源的清洁高效利用问题,并提高锰锌产品的附加值。该成果于2017年发表在Journal of Materials Chemistry A, 2017, 5(34):17990-17997(JCR 一区,IF=9.931,引用52次),论文第一和通讯作者均为吴贤文副教授。

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  锌离子在二氧化锰骨架中进?#38156;?#36870;脱嵌会导致结构变化,该课题组于2018年进一步采用水热法预嵌入钾离子,合成了隐形钾锰矿KMn8O16,通过少?#32771;?#31163;子稳定其结构提高了电极的循环性能,该成果发表在Frontiers in Chemistry, 2018, 6:352 (JCR二区,IF=4.155,引用12次),论文第一作者为2016级化师班崔佳捷,通讯作者为吴贤文副教授。

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  更重要的是,该课题组巧妙的利用ZnMn2O4与Mn2O3的原料配比以?#21150;?#28903;条件,通过微乳液辅助溶剂热法制备了ZnMn2O4/Mn2O3复合球形正极材料,证实了该复合材料不仅具有更高的比容量,而且具有更优异的循环性能和大电流充放电特性,该成果于2019年发表在Journal of Electroanalytical Chemistry, 2019, 832: 69-74(二区,IF=3.235,引用5次),论文第一作者为2016级化师班阳思念,通讯作者为吴贤文副教授。

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  新闻链接:吴贤文,?#26657;?983年10月生,中共党员,湖南桑植人。吉首大学化学化工学院副教授,硕士研究生导师。入选湖南省芙蓉人才计划——“湖湘青年英才支持计划”,入选湖南省青年骨干教师;系湖南省化学化工学会催化与绿色化学专业委员会委员、湖南省“三区”科技人才、湘西州科?#32487;?#27966;员、锰锌钒产业?#38469;?#28246;南省2011计划协同创新中心副主任、国家自然科学基金及湖南省自然科学基金通讯评审专家。于2007年获吉首大学学士学位,2010年获中南大学硕士学位,2013年获中南大学博士学位;2013-2014年留学加拿大,聘为滑铁卢大学博士后研究员。

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  教学方面:主持省级教改课题1项,主讲《新能源材料应用》,主编《储能材料——基础与应用》一书,参编锰锌钒产业?#38469;?#31995;列丛书2本。曾获吉首大学教学成果二等奖(排名第一)、吉首大学“教师实验教学竞赛”一等奖、吉首大学“教师课堂教学竞赛?#27604;?#31561;奖;曾指导本科生获湖南省化学实验技能竞赛(A类竞赛)一等奖1次、三等奖2次,湖南省“互联网+”大学生创新创业大赛(A类竞赛)二等奖2次、湖南省“挑?#22870;?#22823;学生课外学术科技作品竞赛(A类竞赛)三等奖1次。指导学生获省级创新课题2项;指导的第一位研究生就获国家研究生奖学金、湖南省优秀毕业研究生、校优秀硕士学位论文、校优秀学术奖?#21462;?/p>

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  科研方面:曾获吉首大学第四届“青年科技之星”、湘西自治州第17届自然科学优秀学术论文一等奖。主持国家自然科学基金2项、湖南省自然科学青年基金1项、湖南省教育厅重点和优秀青年项目各1项、湘西州重点研发计划和科技计划一般项目各1项。以第一或通讯作者?#32676;?#22312;J.Mater. Chem. A、J. Power Sources、Appl. Surface Sci.等刊物上发表高水平学术论文30余篇,申请国家发明专利8件,授权专利2件。

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  (责任编辑:苏卫平 投稿邮箱:[email protected])

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