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中国科学院上海硅酸盐研究所水系锌电池新体系研究获进展（图）
水系 锌电池 中国科学院上海硅酸盐研究所
2023/10/16
水系锌电池因本质高安全性、资源丰富、比能量高、环境友好等综合优势，被认为是储能规模应用的理想技术之一，受到研究和产业界的关注。水系锌电池的工程化应用受制于正负极、隔膜、电解液等关键瓶颈材料，反应机理复杂，亟需提升循环稳定性等电化学性能。近期，中国科学院上海硅酸盐研究所电力储能技术与应用团队在水系锌电池的新材料设计、界面稳定化等方面开展了研究。
中国科学院上海硅酸盐研究所在仿生构建海胆状纳米催化剂研究中获进展（图）
仿生 海胆状 纳米催化剂
2023/8/7
电催化还原CO2产生高附加值的化学品和燃料。而热力学稳定的CO2难以被活化，制约其催化反应速率。在多数铋基硫化物中，具有层状结构和高电子迁移率的硫化铋（Bi2S3）作为一种窄带隙（~ 1.3 e V）半导体，已成为在大电流密度下高效转化CO2的潜在材料。
固态氟离子电池（SSFIBs）是一种阴离子穿梭驱动、无碱金属的新兴储能体系，具有成本低、安全性好、能量密度大等潜在优势。相比于传统的阳离子穿梭电池（如碱金属离子电池、多价阳离子电池等），氟离子电池可避免负极枝晶生长以及多价离子迁移缓慢等问题，还具有潜在的高体积能量密度（理论达5000 Wh/L），但这一体系面临着高导氟离子电解质缺乏以及低温下（<100 ℃）电化学可逆性不佳等挑战。目前用于氟离子传...
为实现零碳经济，设计高效、低成本的阳极催化剂是达成电解水绿色制氢和生物质电氧化升级的关键。由于固有的氧化还原特性，镍基非贵金属电催化剂被认为是潜在的候选者，但关于镍位点配位环境的活性调控机制尚缺乏深入研究。
中国科学院上海硅酸盐研究所在电化学精炼研究中取得进展（图）
电化学精炼 工业合成氨 Haber-Bosch法
2022/9/15
氨（NH3）是工业和农业生产中重要的氮资源，也是一种具有高能量密度的能量载体。工业合成氨严重依赖于高能耗Haber-Bosch法。电催化氮还原反应（NRR）可以在常温常压下利用氮气和水生产NH3，是一种绿色、可持续的技术。但是，N2的低溶解度以及析氢反应（HER）的高竞争性导致NRR合成氨的低效率（Adv. Mater., 2021, 33, 2007509）。由于N=O键的解离能低于N≡N键以及...
中国科学院上海硅酸盐研究所在电催化氮气还原制氨研究中取得进展（图）
中国科学院上海硅酸盐研究所 电催化 氮气 制氨
2021/7/15
最近，中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究员和王家成研究员团队联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所杨明辉研究员发现了亚稳相二硫化钼（MoS2）中丰富的金属键可促进电子局域化，从而能够加强氮气的活化以降低氮氮三键断裂的势垒，有效提升了氨气的产率和法拉第效率。研究成果以“Intrinsic Electron Localization of Metastable MoS2 Boosts Electro...
中国科学院上海硅酸盐研究所提出锂金属电池负极的非消耗型氟化流体界面调控策略 (图）
锂金属 电池 电解液添加剂
2021/5/12
为了满足下一代高比能电池的能量密度要求，具有高理论容量和低电化学电位的锂金属，是未来可充电池（比如Li-S和Li-FeF3）的理想负极。然而，负极锂枝晶不可控生长引起的固态电解质界面（SEI）不稳定、循环过程中锂的体积膨胀以及“死锂”的产生、电池短路等问题，严重阻碍了锂金属电池（LMBs）的发展。自从采用LiF作为电解液添加剂增强SEI性能以来，锂金属电池的循环寿命和库仑效率（CE）得到有效提高，...
近期，中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员带领的研究团队在陶瓷基固态电池的界面改性及其锂氟转换反应激活方面取得系列进展。该团队提出“共晶合金（eutectic alloy）诱导固固对流”模式改性LLZO/Li界面的思路，实现了固固界面在电化学过程中的高度愈合，在此基础上，成功驱动了转换反应型三氟化铁（FeF3）正极在陶瓷基固态电池体系中的高可逆循环。钠元素与锂元素属于同一主族，化学性质相似，并且...
最近，中国科学院上海硅酸盐研究所联合北京工业大学和中国科学院宁波材料技术与工程研究所相关团队集中优势、协同攻关，在电解水催化剂的结构设计和机理研究方面取得系列进展，相关研究发表在Adv. Energy Mater., J. Mater. Chem. A, J. Phys. Chem. Lett., ChemSusChem等国际期刊上。 上海硅酸盐所王家成研究员带领的电催化材料与能源器件团队利用3D...
近日，中国科学院上海硅酸盐研究所刘建军研究员带领的计算电化学团队和新加坡南洋理工大学范红金教授的纳米材料研究团队合作研究，在MoS2面内催化结构设计方面取得重要进展。理论计算发现催化吸附位点（S）与相连接的过渡金属组成区域活性中心，首次提出区域电负性概念进行催化剂设计，选择不同过渡金属原子（V,Cr,Co,Ni）掺杂MoS2面形成不同局域结构，通过不同TM-S化学键特征调控MoS2基面电荷转移能力...
近期，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘宇和副研究员迟晓伟带领的科研团队，提出酸碱隔离电解液和双溶解/沉积型电极反应思路，构造出一类具有高能量密度(1503 Wh kg-1，基于正极活性材料) 的新型水系电池。该体系采用双极膜将酸-碱电解液隔离，利用电极电位对电解液PH值的依赖性，将全电池电解液的电化学稳定窗口拓宽至3 V，同时，电池的正负极采用了溶解/沉积反应(负极：Zn/Zn(OH)42+;正...
中国科学院上海硅酸盐研究所在氟/硫基正极异质界面催化转换反应研究中取得系列进展（图）
中国科学院上海硅酸盐研究所 氟 硫 基正极 异质界面 催化 转换反应 研究 进展
2019/9/17
传统的嵌入型锂电池正极材料，如橄榄石（LiMPO4）、层状（LiMO2）及尖晶石（LiM2O4）等，虽然具有优良的电化学可逆性，但是其少量电子转移（0.5-1个）的短板极大限制了它们的电荷储存容量和能量密度，已不能满足可移动电子设备、电动汽车及智能电网等应用领域的快速发展。而基于多电子转换反应的氟或硫基正极因其极高的理论比容量和能量密度（例如：Li-FeF3, 713 mAh g-1, 1950 ...
以合理调控锂氧气电池负极SEI膜有机组分，解决可溶性催化剂（也称作氧化还原电对或氧化还原媒介体，RMs）在锂氧气电池中发生穿梭效应导致能量利用效率降低这一核心问题为目标，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员张涛团队提出采用有机碘作为双功能可溶性催化剂。有机碘通过还原性乙基脱离以及随后的氧化过程在锂金属表面原位生成SEI膜，显著提高了能量利用效率，改善了电池的循环性能。相关研究成果以Anode Inte...
太阳能光电化学（PEC）裂解水是将太阳能转化为氢能的一种有效的方法。在众多半导体光阳极中，BiVO4由于具有合适的导带、价带位置和禁带宽度而成为优异的光阳极材料。BiVO4的光吸收边在515nm，在AM1.5太阳光下的理论最大光电流密度（Jmax）为7.5 mA cm-2。然而实际的光分解水电流密度（JH2O）远小于其理论值，这主要是因为BiVO4在光PEC分解水的各个过程中存在能量损失。根据以往...
针对单一无机成分的SEI层柔韧性较差以及现有有机无机杂化SEI层的构建操作复杂的难题，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李驰麟团队提出了一种简便有效的界面原位催化嫁接策略，实现了锂金属电池负极的高效稳定和枝晶抑制。相关研究发表在《先进功能材料》上（Advanced Functional Materials，2019, 1902220，DOI:10.1002/adfm.201902220）。在该工作中...