中國粉體網訊  上海電力學院上海市電力材料防護與新材料重點實驗室研究人員近期在電力能源材料領域連續獲得重要成果,受到同行關注。

金屬氧化物納米晶粒子由于零維下呈現出特殊的力學、磁性、介電性、超導性、光學乃至熱力學性能，被廣泛應用于光催化劑、太陽能電池、磁存儲器以及電化學儲能裝置，尤其是鋰離子電池和超級電容器領域，為構建高性能的電極材料提供了有效的結構單元。彭怡婷博士運用水熱法成功制備具有多級孔結構的TiO2/CNT復合材料，其中TiO2晶粒形成的具有介孔結構的籠內碳管穿插進入，呈現糖葫蘆狀的三維導電連續網絡。該結構賦予金屬氧化物晶粒具有更高的容量，電壓運行范圍窗口更廣，有助于提高導電性和提供離子擴散路徑，同時具有超長的循環壽命。相關成果發表在能源材料領域頂級期刊Nano Energy。

此外彭怡婷博士還運用溶液氟摻雜法，利用硅烷前驅體成功地合成了具有可調控孔隙率和富含氟的納米多孔碳。這是首次通過高斯計算證明了多氟碳表面具有高孔隙率，并為有機電解質提供了更強的親和力和潤濕性。優化后的富氟納米多孔碳在均衡單體中表現出168F/g的高比電容，并且經過10,000次高倍率循環后仍然具有良好的保持率，成果也發表在Nano Energy,2016, 1, 21:80-89。

劉海梅教授在工程技術類重要期刊Journal of Materials Chemistry A，(JCR一區，IF=8.262)在線發表了論文，題目為“A Flexible Symmetric Sodium Full Cell Constructed Using the Bipolar Material Na3V2(PO4)3”（Journal of Materials Chemistry A, 2017, DOI: 10.1039/C7TA01477E）。

近年來，由于柔性、便攜式、可穿戴等設備的迅速發展，科研人員一直致力于尋找能夠滿足于這些設備的柔性電極材料。鈉離子電池因其原材料儲量豐富、價格便宜、對環境友好等特點，逐漸成為研究熱點。該課題組研究人員以石墨烯作為負載，通過真空抽濾法制備出Na3V2(PO4)3復合石墨烯的柔性電極材料并且同時作為正極又作為負極組裝成為全對稱鈉離子電池，展現出了良好倍率性能和長循環壽命特點。在電流密度為0.5C的情況下，具有75mAh/g的放電比容量，直到10C時，仍然具有穩定的電量輸出。根據分析，該電極材料優異的電化學性能主要是由于Na3V2(PO4)3復合石墨烯具有的類三明治結構所帶來的高導電性能。該項目成果為制備大容量、長壽命的柔性電源提供了思路，并將為柔性可穿戴設備提供價格低廉、安全性能高的柔性電源。

可穿戴電子學、主動式傳感以及人機界面等方面的廣泛應用，自驅動微納系統的相關技術成為當前的一個研究熱點。摩擦納米發電機作為當前重要的可再生能源技術，收集自然環境中能量并轉化為電能，可作為自驅動的能源供給。鄭莉博士利用單電極的納米摩擦發電機所產生的強電場，實現了對微小液滴以及微小金屬球的運動控制，節省了電池供給環節以及復雜的控制電路，從而實現了自驅動的靜電調控系統，相關成果發表在材料工程類頂級期刊Advanced Functional Materials,，(JCR一區，IF=11.382)（Advanced Functional Materials,2017, adfm. 201606408）