出版信息:Adv. Powder Mater. 3(2024)100231.
第一作者:Bushra Bibi, Atif Nazar, 朱斌
通信作者:朱斌, Jung-Sik Kim, 云斯宁
研究背景
创新点
(1)以“半导体离子学”这一全新学科视野和理论框架,为理解和设计材料提供新的方法,专注于研究材料的离子和电子导电性及其相互作用机制。这一框架重新定义了MIEC和SIM的作用方式,展示了如何通过这些材料改变能源转换和储存技术,特别是在先进燃料电池中的应用。
(2)通过SIM调控和增强MIEC性能:提出使用新兴的SIM来调控和增强传统MIEC的性能。这种创新策略将MIEC转化为具有多功能特性的材料,为设计满足特定需求的能源材料开辟了新的途径,显著提升了燃料电池的性能。
(3)多学科理论模型的深入应用:通过跨学科的理论模型,特别是密度泛函理论(DFT),为MIEC-SIM的协同机制提供了深刻的见解。该研究结合实验数据和理论模型,深入探讨了离子-电子耦合、结效应和能带排列等关键因素,在原子水平上全面解析了材料行为,指导新材料的合理设计和优化,为未来的材料科学研究和能源技术应用提供了新的思路。
文章概述
在本综述中讨论的挑战,如高效电荷转移,界面问题,电子离子耦合和离子传输到质子超导等,需要跨越材料科学、电化学、物理和工程的多学科方法。半导体离子学提出了一种大一统的框架,将理论模型、实验数据和实际应用相结合。这种跨学科的合作突出关键挑战,并为现在和未来的研究方向和解决方案提供指导,对于加速能源转换和储存的新材料和技术的发展具有重要意义和价值。
启示
这些启示强调了SIMs和半导体离子学的潜力,通过整合不同研究领域的方法,为新材料的设计和能源技术的发展提供了强有力的理论支持和实践方向。
团队介绍
Bushra Bibi is currently pursuing her PhD degree at the School of Energy and Environment, Southeast University. Her research primarily focuses on development of semiconductor ionics and semiconductor electrochemistry for next generation energydevice applications.
Atif Nazar is currently pursuing his PhD degree at the School of Energy and Environment, Southeast University. His research primarily focuses on create and develop semiconductor ionics and semiconductor electrochemistry for next generation energydevice applications.
云斯宁,西安建筑科技大学,二级教授,博士生导师,陕西省中青年科技创新领军人才,陕西省“特支计划”科技创新领军人才,陕西省重点科技创新团队带头人,陕西省高等学校学科创新基地负责人,西安建筑科技大学领军教授团队负责人。入选2022年全球学者库“全球顶尖前10万科学家”榜单,在材料科学领域国内入选的2666名学者中,排名776。入选材料科学与能源领域2023年“全球前2%顶尖科学家”榜单。入选2023年“终身科学影响力排行榜”(1960-2023)和“2023年度科学影响力排行榜”。2006年11月毕业于西安交通大学,获博士学位,此后分别在韩国延世大学、美国斯坦福大学、美国加州大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室、英国里丁大学、瑞士洛桑联邦理工学院等访问、交流与学习。目前主要从事新能源材料高效和资源化利用研究,如新一代太阳能电池、燃料电池、超级电容器、生物催化、制氢、多能互补等。在Chem Sov Rev, Prog Polym Sci, Energy Environ Sci, Electrochem Energy Rev, Adv Mater, Adv Energy Mater, Adv Funct Mater, ACS Energy Lett, Appl Catal B, Nano Energy, Angew Chem Int Edit, J Mater Chem A, Chem Eng J, Small, Materials Today系列等国际期刊发表论文200余篇(IF>10的论文90余篇),Google Scholar引用次数10000+,H-因子57,先后有24篇论文入选ESI热点/高被引论文;主编/参编中、英文专著/教材9部;拥有26项国家授权专利技术。2016年获“Wiley材料学高峰论坛-西安”Highly-cited Author Award。2017年获中国国际光伏大会Best Presentation Award奖。2017-2023年,先后获陕西省科学技术进步奖一等奖、陕西省科学技术奖二等奖、陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖特等奖、陕西高等学校科学技术奖一等奖等。先后担任国际期刊International Journal of Hydrogen Energy和Renewable & Sustainable Energy Reviews客座编辑(Guest Editor); Frontiers in Materials (IF=3.2)和Frontiers in Chemistry (IF=5.5)主题编辑(Topic Editor)。目前担任International Journal of Green Energy, Oxford Open Energy等编委;担任ESCI国际期刊Energy Materials(2023影响因子11.8)副主编;150余种主要国际SCI学术期刊的特邀审稿和仲裁专家。
Professor Jung-Sik Kim: Dr Kim is a Professor in Energy Technology at Beihang University, and he is an internationally well experienced leading engineer with a research record in electrochemical energy materials and their applicable systems. He held multiple professor positions in various UK institutes, including Loughborough University and Imperial College London prior to joining Beihang University. Prof Kim’s research interests go into characterising the level of strain kinetics and related stresses to address the means of matter transfer, and a keen developer to apply such concepts towards designing new energy devices. He invented in-situ stress measuring techniques for the powder sintering processes, and a hydrogen composition analyser based on the understanding of oxygen ion transport phenomena. He constantly supports knowledge transfer to related industries to advance their products.
文章信息
Bushra Bibi, Atif Nazar, Bin Zhu, Fan Yang, Muhammad Yousaf, Rizwan Raza, M.A.K Yousaf Shah, Jung-Sik Kim, Muhammad Afzal, Yongpeng Lei, Peter Lund, Sining Yun. Emerging semiconductor ionic materials tailored by mixed ionic-electronic conductors for advanced fuel cells. Adv. Powder Mater. 3(2024)100231. https://doi.org/10.1016/j.apmate.2024.100231
中文导读(点击标题进入阅读):
Synthesis and modification strategies of g-C3N4 nanosheets for photocatalytic applications
Chemically bonded BiVO4/Bi19Cl3S27 heterojunction with fast hole extraction dynamics for continuous CO2 photoreduction
中文导读(点击标题进入阅读):
Novel high-entropy perovskite-type symmetrical electrode for efficient and durable carbon dioxide reduction reaction
Advanced Powder Materials上线论文分类展示
Advanced Powder Materials(先进粉体材料(英文))创刊于2022年1月,由中南大学与KeAi合作创办,粉末冶金国家重点实验室和粉末冶金国家工程研究中心承办的粉体材料领域的学术期刊。主编是黄伯云院士和Chain-Tsuan Liu院士。致力于发表国内外粉体材料领域及其交叉学科具有原创性和重要性的最新研究成果。
l 坚持高质量办刊,审稿原则“高效、双盲、严格”
l IF:28.6
l 获得奖项: