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我系卢周广副教授课题组在Nature Communications发表学术论文,在能源材料领域取得重要进展

发布日期:2016-11-08 11:33:00

近日,我系卢周广副教授课题组在英国自然出版集团旗下期刊Nature Communications(影响因子11.33)在线发表题为“Highly Durable Organic Electrode for Sodium-Ion Batteries via a Stabilized α-C Radical Intermediate”的学术论文,提出了通过自由基稳定化提升有机聚合物电极材料的新概念。

实验员伍绍飞和王文浠为该论文共同第一作者,卢周广副教授为论文通讯作者,博士生曹鲁杰和研究助理李泯婵、吕富聪、杨明阳、王振宇、孙志方等是主要参与者。值得一提的是,材料系2014级本科生石杨、南博、余思岑三位学生从大一下学期开始加入卢周广副教授课题组,积极参与到该论文的实验工作中,做出了一定科研贡献。

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有机钠离子电池电极材料由于其具有透明、柔性、资源丰富及易于功能化等特点而成为当前商业锂离子电池电极材料的潜在替代品,应用于可穿戴电子器件和大规模储能等领域。目前通常研究的芳香醌、聚酰亚胺、希夫碱和羧酸盐化合物等有机电极不仅容量较低,而且存在循环寿命短等关键问题。因此,开发高容量和高稳定性有机钠离子电池电极材料具有重要的研究价值及应用前景。有机电极中C=O, C=N, C-S-S-C等不饱和基团被还原后生成·C-O, ·C-N, C-S·自由基中间体。该中间体具有高耦合反应活性,易生成无氧化还原性的二聚体,是导致有机物电极容量衰减的根本原因。由此,该课题组从提高反应势垒出发抑制自由基耦合副反应活性,从而开发高稳定性的有机电极材料。在该论文中,作者通过能带理论计算、电子顺磁共振、同步辐射X射线吸收近边结构及电化学充放电测试证明了α-C自由基的生成、转移、稳定及其电化学行为机制,提出了一种设计长循环稳定性有机电极材料的通用策略,具有重要的理论指导意义和产业化应用前景。

卢周广副教授自2012年加入南科大,至今以南科大为单位发表SCI文章38多篇,其中通讯作者文章28篇(南科大第一单位13篇),包括Nature Communications一篇,Angewandte Chemie Int. Ed.一篇,能源材料和材料化学领域的顶尖刊物Journal of Power Sources 两篇,Chemical Communications 两篇,Journal of Materials Chemistry A 两篇等。近四年他引总数超过390多次。已授权国家发明专利2项,申请国家发明专利6项。

实验室先后得到了国家自然科学基金(No. 21671096)、深圳市孔雀计划(No. KQCX20140522150815065)、深圳市基础研究(No. JCYJ20150331101823677)及南方科技大学科研启动基金和校长基金的大力支持。同步辐射部分的工作是在上海国家光源完成的,得到了国家光源陈振华博士、文闻教授和张立娟教授的大力帮助和支持。

论文链接:http://www.nature.com/articles/ncomms13318