哈理工张皝/李会华团队: 无枝晶碱金属电池中的单原子催化进展综述

学术   2024-12-08 10:40   北京  

研究背景

碱金属电池 (AMBs) 因其高能量密度,被视为能源存储领域中一个充满希望且可持续发展的解决方案。尽管如此,这些电池的研究与发展进程却因枝晶生长和难以控制的镀层行为而受阻,这些问题通常源于界面离子或原子的无序分布和相关的高能势垒。

不同于传统的界面工程和结构设计,新兴的催化调制技术被提出以克服这些挑战,旨在实现碱金属的均匀成核和原子级扩散。在众多催化剂中,单原子催化剂 (SACs) 以其接近 100% 的原子利用率脱颖而出,展现出卓越的原子级催化能力和效率。

尽管仍处于早期阶段,SACs 在调节碱金属离子/原子脱溶或扩散方面的应用在基础研究和实际应用中显示出巨大潜力。

论文详情

近日,哈尔滨理工大学李会华副教授张皝教授联合德国亥姆霍兹乌尔姆研究所王健博士和中科院苏州纳米所蔺洪振高级研究员结合近年来在碱金属电池领域的系列进展,从单原子催化调控碱金属电极工作机制的角度出发,对单原子催化剂在碱金属电池领域的研究进展进行了综述和展望,并强调了基于 SACs 的未来关键电池化学和材料选择的可持续路径,以及实现高性能碱金属阳极的机遇和挑战。该成果以“Prospects of single atom catalysts for dendrite-free alkali metal batteries”(《碱金属电池中原子催化调控无枝晶沉积动力学》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Green Chemistry 上,并入选为期刊背封面文章

论文信息

  • Prospects of single atom catalysts for dendrite-free alkali metal batteries
    Huihua Li, Jian Wang*, Jing Zhang, Lujie Jia, Hongxu Qu, Qinghua Guan, Huang Zhang*, and Hongzhen Lin*
    Green Chem., 2024, 26, 10366-10382
    http://doi.org/10.1039/D4GC02590C

作者简介

李会华 副教授
哈尔滨理工大学
本文第一作者,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院副教授,硕士生导师。德国卡尔斯鲁厄理工学院物理化学专业博士学位,德国亥姆霍兹乌尔姆研究所博士后。主持国家自然科学基金青年基金项目,入选海外引才专项、黑龙江省青年科技人才托举工程,主要围绕钠金属电池材料、高安全电解质及电极/电解质界面机制开展了系列工作。迄今为止,在国际权威期刊杂志上发表高水平 SCI 论文 30 余篇,公开/授权发明专利 5 项。
  • E-mail:
    li.huihua@hrbust.edu.cn






王健 博士
德国 Helmholtz Institute Ulm 电化学能源研究所
本文通讯作者,洪堡学者,现在德国 Helmholtz Institute Ulm 电化学能源研究所,研究方向为二次电池级联催化与原位表征。到目前为止,发表论文 100 余篇,以第一/通讯作者在 Adv. Mater.、Angew. Chem.、Energy Environ. Sci.、Nano Lett.、ACS Nano、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Energy Storage Mater.、ACS Energy Lett.等期刊发表50余篇,担任 Energy Environ. MaterIndustrial Chem. Mater. 期刊青年编委,授权 13 项国家发明专利,多次受邀在国际会议电化学 ECS meeting、欧洲材料大会(EMRS)、ChinaNano 2017 和 ChinaNano 2019 等汇报研究进展。
  • E-mail:
    jian.wang@kit.edu







张皝 教授
哈尔滨理工大学
本文通讯作者,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院教授,博士生导师。主要从事储能材料及器件、柔性电子材料的研发与应用。主持国家自然科学基金、省部厅级及企业委托项目 10 余项。发表 SCI 论文 90 余篇,公开/授权发明专利多项。相关技术入选黑龙江省首批最具转化潜力科技成果。2021 年至今连续四年入选美国斯坦福大学全球前2%顶尖科学家。
  • E-mail:
    zhang.huang@hrbust.edu.cn







蔺洪振 研究员
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
本文通讯作者,现为中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所博士生导师、课题组长。研究方向为原位界面和频振动光谱技术的开发与运用、高能量二次电池的电极设计与制备、石墨烯材料的相关运用。着重发展了原位和频振动光谱技术,搭建仪器设备和拓展其原位(工况)表征功能的相关光谱技术,在分子水平厘清了一系列功能材料与器件中关键界面物理化学过程的微观机制。在 Nat. Commun.、Sci. Adv.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、JACS、Nano Lett.、Adv. Funct. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Sci.、Nano Energy、Energy Storage Mater.、J. Phys. Chem. Lett.、Small、ACS NanoNanoscale 等物理化学及纳米研究领域国际重要期刊上发表学术论文 110 余篇。
  • E-mail:
    hzlin2010@sinano.ac.cn

相关期刊

Cutting-edge research for a greener sustainable future

rsc.li/greenchem

Green Chem.

2-年影响因子*9.3
5-年影响因子*9.3
JCR 分区*Q1 化学-多学科
Q1 绿色可持续科技
CiteScore 分16.1
中位一审周期35 


Green Chemistry 专注于绿色化学和可持续性替代技术的最前沿,报道的跨学科研究工作致力于构建对生物和环境友好的技术基础,以期减少化学生产对环境的影响。该刊发表的原创性研究成果代表了绿色化学研究领域的重大进展,具有广泛的吸引力。该刊的论文必须将所报道的新方法与现有方法进行比较,并证明新方法具有的优势,特别是在减少或消除对环境的不良影响方面。

Chair

  • Javier Pérez-Ramírez
    🇨🇭 苏黎世联邦理工学院

Associate editors

  • Aiwen Lei (雷爱文)
    🇨🇳 武汉大学

  • Magdalena Titirici
    🇬🇧 伦敦帝国理工学院

  • Keiichi Tomishige
    🇯🇵 东北大学

  • Luigi Vaccaro
    🇮🇹 佩鲁贾大学

Editorial board members

  • André Bardow
    🇨🇭 苏黎世联邦理工学院

  • Jean-Paul Lange
    🇳🇱 特文特大学/壳牌

  • Serenella Sala
    🇮🇹 欧盟委员会联合研究中心

  • Laurel Schafer
    🇨🇦 不列颠哥伦比亚大学

  • Helen Sneddon
    🇬🇧 约克大学

  • Charlotte Williams
    🇬🇧 牛津大学

  • Tao Zhang (张涛)
    🇨🇳 中科院大连化物所

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier

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