中國(guó)粉體網(wǎng)訊  全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致化石燃料短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，引起了人們對(duì)新型可再生能源的重視。超級(jí)電容器和二次電池作為兩種主要的電化學(xué)儲(chǔ)能器件，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。超級(jí)電容器是常見(jiàn)的表面/界面電化學(xué)儲(chǔ)能器件，其能量存儲(chǔ)主要來(lái)自電極表面與近表面和電極/電解液界面，可以實(shí)現(xiàn)快速充放電。

高性能的超級(jí)電容器，不但需要足夠大的比表面積以提供更多的電化學(xué)活性位點(diǎn)，還應(yīng)當(dāng)具有合適的孔結(jié)構(gòu)以改善電極/電解液界面的離子傳輸。因此，具有多孔特征和高比表面積的中空納米材料被普遍認(rèn)為是表界面化學(xué)能源存儲(chǔ)的理想材料。

中空納米材料作為超級(jí)電容器電極材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)中空納米材料具有高的有效比表面積，可以提供豐富的電化學(xué)活性位點(diǎn)，從而獲得更高的比電容;

(2)高的孔隙率使得電解液進(jìn)入中空結(jié)構(gòu)材料的內(nèi)部，從而提高電解液潤(rùn)濕性，增加電極/電解液界面，并且較薄殼壁可以縮短離子和電子的傳輸路徑，從而提高反應(yīng)速率;

(3)內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)可以緩沖充放電過(guò)程中體積的膨脹，提高材料循環(huán)穩(wěn)定性，且多殼層中空結(jié)構(gòu)由于不同殼層互相支撐，具有更好的機(jī)械性能。

一般而言，有３種制備方法：硬模板法、軟模板法和無(wú)模板法。其中，硬模板法是制備中空納米結(jié)構(gòu)材料最常用的方法，可通過(guò)對(duì)硬模板形狀的選擇和構(gòu)建殼層結(jié)構(gòu)時(shí)物質(zhì)濃度的調(diào)控等，實(shí)現(xiàn)中空納米結(jié)構(gòu)材料形貌與殼層厚度的可控制備。隨著人們對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成分多樣的中空納米結(jié)構(gòu)材料需求的逐漸增加，其他制備方法也快速發(fā)展。

由于其具有功能化的納米殼層以及充足的內(nèi)部空間，中空納米結(jié)構(gòu)在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)調(diào)控其外部幾何結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成，殼層結(jié)構(gòu)單元以及內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，復(fù)雜中空納米結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提升中空材料的電化學(xué)性能，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求。

為深入了解中空納米材料的性能、制備、應(yīng)用及研究方向，中國(guó)粉體網(wǎng)旗下粉體公開(kāi)課平臺(tái)將于2021年8月03日下午15：00舉辦網(wǎng)絡(luò)直播會(huì)，屆時(shí)來(lái)自北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的于樂(lè)教授將作《面向能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化的中空納米顆�！穲�(bào)告，匯報(bào)人從所專注研究的領(lǐng)域出發(fā)，總結(jié)歸納了基于自模版法制備的中空材料在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化中的代表性工作，并對(duì)其研究前景進(jìn)行了展望。

報(bào)告人介紹

于樂(lè)，北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。2008年本科畢業(yè)于山東大學(xué)，2011年碩士畢業(yè)于上海大學(xué)，2016年博士畢業(yè)于新加坡南洋理工大學(xué)，師從樓雄文教授。研究領(lǐng)域是新型微納米結(jié)構(gòu)功能材料設(shè)計(jì)與合成，尤其是中空納米功能材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)與合成探索，并研究功能納米材料在電化學(xué)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，如鋰/鈉離子電容器電池、電催化等的應(yīng)用。近年以共同作者身份在Science Advances、Nature Communications、Chem、Joule、Advanced Materials、Angewandte ChemieInter national Edition、Advanced Energy Materials、Energy&Environmental Science、Accounts of Chemical Research等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文84篇，其中49篇ESI高被引論文，1篇ESI熱點(diǎn)論文。其中以7篇封面/內(nèi)封底論文，1篇扉頁(yè)論文和2篇VIP論文，SCI總引用17000余次，H-index為67。申請(qǐng)中國(guó)專利5項(xiàng)，兩項(xiàng)已獲授權(quán)。2018年入選科睿唯安(Clarivate Analytics)全球高引科學(xué)家名單(Cross-field，跨學(xué)科領(lǐng)域)。2019-2020年入選科睿唯安(Clarivate Analytics)全球高引科學(xué)家名單(Chemistry化學(xué), Material Science材料科學(xué))。現(xiàn)任Energy&Environmental Materials、《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》、《稀有金屬》青年編委；Chinese Chemical Letters、《山東化工》編委；Nano material雜志Editorial broad。

資料來(lái)源：

畢如一，毛丹等. 中空納米結(jié)構(gòu)在表界面化學(xué)能源存儲(chǔ)中的應(yīng)用

郭志廣，孫超等. 中空微／納米結(jié)構(gòu)材料的制備及其在超級(jí)電容器領(lǐng)域的應(yīng)用

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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