今年，濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)徐錫金教授團(tuán)隊(duì)在儲(chǔ)能領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果在中國(guó)卓越計(jì)劃領(lǐng)軍期刊Science Bulletin作為兔年首期封面文章報(bào)道。該工作通過(guò)耦合無(wú)枝晶鋅負(fù)極和可逆脫嵌鈣離子的磷酸釩鈉正極實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)鈣鋅混合離子電池，合成了一種由無(wú)定形活性炭和還原氧化石墨烯包覆的NASICON型正極材料(NVP@AC@rGO)，用于鈣離子的可逆脫嵌，并組裝了一種與鋅金屬負(fù)極和水系混合電解質(zhì)耦合的Ca/Zn離子混合電池。
據(jù)了解，徐錫金是“功能微納材料與器件”研究團(tuán)隊(duì)的學(xué)科帶頭人，“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)負(fù)責(zé)人。他帶領(lǐng)學(xué)院獲批物理學(xué)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)。針對(duì)國(guó)家及山東省區(qū)域發(fā)展需求，開(kāi)展了能量轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論及儲(chǔ)能應(yīng)用研究，從電極材料的開(kāi)發(fā)、反應(yīng)機(jī)理研究再到電池體系的設(shè)計(jì)組裝，他都進(jìn)行過(guò)深入系統(tǒng)的研究。他的研究方向主要針對(duì)國(guó)家“四個(gè)面向”及山東省“新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換”的區(qū)域發(fā)展需求，尤其是十強(qiáng)產(chǎn)業(yè)中新能源新材料領(lǐng)域。
在電極材料方面，徐錫金教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了超級(jí)電容、鋅離子電池及水系電池等能量轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)方面的研究基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)從對(duì)電極材料微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成方法學(xué)、合成機(jī)理、可控制備及構(gòu)效關(guān)系等方面切入，通過(guò)尺寸/形貌/結(jié)構(gòu)控制、表面包覆及不同元素?fù)诫s等途徑，有效緩解充放電過(guò)程中體積變化造成的結(jié)構(gòu)坍塌、新表面的形成及結(jié)構(gòu)粉化等現(xiàn)象，提供電化學(xué)電極實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效高密度儲(chǔ)能的解決方案，從而解決目前超級(jí)電容器功率/能量密度低、倍率性能、循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。提出了分級(jí)結(jié)構(gòu)過(guò)渡金屬硫化物和氧化物制備的新方法，揭示了分級(jí)結(jié)構(gòu)改善電極材料性能的作用機(jī)理，并發(fā)展了一種有效平衡正負(fù)電極電荷的方法，基于此構(gòu)建了兼具高能量和功率密度的非對(duì)稱性電容器，解決了能量密度低這一制約超級(jí)電容器發(fā)展的瓶頸。
在電解液研究方面，徐錫金教授團(tuán)隊(duì)主要攻克醚-水雜化電解液助力層狀釩酸鈉的優(yōu)異鎂離子存儲(chǔ)的難題。他們利用四乙二醇二甲醚與水的雜化電解液可以同時(shí)解決與釩酸鈉(NaV8O20·nH2O，NVO)材料有關(guān)的動(dòng)力學(xué)和溶解問(wèn)題。
在梯度濃度調(diào)控的鋰離子電池研究方面，徐錫金教授團(tuán)隊(duì)以層狀、尖晶石及橄欖石結(jié)構(gòu)材料為主開(kāi)發(fā)了多種核殼及濃度梯度結(jié)構(gòu)正極材料，提出了電化學(xué)惰性離子梯度摻雜改善鋰離子電池高鎳材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的新思路，將有助于推動(dòng)高鎳材料在高能量鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，相關(guān)研究成果發(fā)表在Small、ACS Appl. Mater. Interfaces等雜志上。
徐錫金教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在做好科研的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行人才培養(yǎng)工作，學(xué)生在挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)新大賽中獲獎(jiǎng)，并獲國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、省級(jí)優(yōu)秀論文、宋健獎(jiǎng)學(xué)金等多項(xiàng)榮譽(yù)。該團(tuán)隊(duì)還積極走出去，與日照、棗莊、菏澤的企業(yè)開(kāi)展合作，助力企業(yè)升級(jí)改造、技術(shù)研發(fā)轉(zhuǎn)讓，與企業(yè)簽署橫向項(xiàng)目，幫助企業(yè)提質(zhì)增效。團(tuán)隊(duì)在科研、教學(xué)、人才培養(yǎng)、社會(huì)服務(wù)等方面不斷貢獻(xiàn)力量。徐錫金說(shuō)：“不論是科研工作，還是學(xué)院發(fā)展，都要首先確立目標(biāo)，并遵循著這個(gè)目標(biāo)堅(jiān)持做下去;要有想干事的初衷，能干事的毅力，干成事的決心。”
近五年來(lái)，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在知名SCI及卓越期刊發(fā)表論文100余篇，其中一區(qū)論文58篇、中國(guó)卓越期刊論文22篇，共被SCI引用11000次，入選ESI高被引論文9篇。獲得授權(quán)發(fā)明專利16件，實(shí)現(xiàn)專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓1件。他主持國(guó)家自然科學(xué)基金委區(qū)域聯(lián)合基金、面上基金、濟(jì)南市自主培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)支持及省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目5項(xiàng)，橫向項(xiàng)目2項(xiàng)。
來(lái)源：大眾日?qǐng)?bào)通訊員 劉珂珂 陳敏
評(píng)論