近日，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張佳楠教授帶領(lǐng)的先進(jìn)能源催化功能材料課題組在國(guó)際著名期刊《Energy & Environmental Materials》上(IF＝13.443)發(fā)表題為“Cs-Induced Phase-Transformation of Vanadium Oxide for High Performance Zinc-Ion Batteries”的原創(chuàng)性研究論文。張佳楠教授為論文通訊作者，曲干副教授為論文第一作者，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一作者單位和通訊單位。
在“雙碳”目標(biāo)的背景下,儲(chǔ)能作為構(gòu)建零碳電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,迎來(lái)了重大的發(fā)展機(jī)遇，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是解決可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵核心技術(shù)。其中，二次水系鋅離子電池(ZIBs)具有價(jià)格低廉、無(wú)環(huán)境污染、安全性好、可靠性高、制作簡(jiǎn)單和維護(hù)方便等特點(diǎn)，能夠滿足規(guī)?；瘍?chǔ)能的基本要求，在電網(wǎng)級(jí)別的大規(guī)模儲(chǔ)能體系中具有廣闊的應(yīng)用前景，但ZIBs的發(fā)展一直存在缺乏高比容量和超長(zhǎng)壽命正極材料的難題。為了解決這一難題本論文研究和制備了應(yīng)用于ZIBs的六方Cs0.3V2O5正極材料。與傳統(tǒng)的釩氧化物正極材料相比，Cs的引入改變了原子的周期性排列，不僅穩(wěn)定了開(kāi)放的骨架結(jié)構(gòu)，而且有利于Zn2+的擴(kuò)散，降低遷移能壘，使得該材料在0.1 A g?1下實(shí)現(xiàn)了543.8 m Ah g-1的高比容量，超過(guò)了目前多數(shù)已報(bào)道的 ZIBs正極材料。在2 A g?1下，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)1000次的循環(huán)壽命，且容量保持率高達(dá)87.8％。此外，本課題組還通過(guò)一系列技術(shù)揭示了形態(tài)演化和能量?jī)?chǔ)存機(jī)制。這項(xiàng)工作開(kāi)辟了一種制備六方氧化釩的相工程新策略，并闡明了相工程正極材料在ZIBs中的作用機(jī)制，這項(xiàng)研究為開(kāi)發(fā)ZIBs用高比容量和超長(zhǎng)壽命新型正極材料奠定了理論基礎(chǔ)。
近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)圍繞先進(jìn)能源催化功能材料的合成與性能研究方面開(kāi)展了大量工作，并取得了一系列的創(chuàng)新成果（Energy Envrion. Mater. 2022, doi:10.1002/eem2.12502; Energy Environ. Sci. 2022, 15, 771-779; Energy Storage Mater. 2022, 46, 322-328），獲得了同行的廣泛好評(píng)。這些研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、鄭州大學(xué)杰出青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和高層次人才專(zhuān)項(xiàng)青年人才支持計(jì)劃的資助。
全文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12502