今年，濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長徐錫金教授團(tuán)隊在儲能領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果在中國卓越計劃領(lǐng)軍期刊Science Bulletin作為兔年首期封面文章報道。該工作通過耦合無枝晶鋅負(fù)極和可逆脫嵌鈣離子的磷酸釩鈉正極實現(xiàn)了先進(jìn)鈣鋅混合離子電池，合成了一種由無定形活性炭和還原氧化石墨烯包覆的NASICON型正極材料(NVP@AC@rGO)，用于鈣離子的可逆脫嵌，并組裝了一種與鋅金屬負(fù)極和水系混合電解質(zhì)耦合的Ca/Zn離子混合電池。
據(jù)了解，徐錫金是“功能微納材料與器件”研究團(tuán)隊的學(xué)科帶頭人，“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)負(fù)責(zé)人。他帶領(lǐng)學(xué)院獲批物理學(xué)一級學(xué)科博士點。針對國家及山東省區(qū)域發(fā)展需求，開展了能量轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論及儲能應(yīng)用研究，從電極材料的開發(fā)、反應(yīng)機(jī)理研究再到電池體系的設(shè)計組裝，他都進(jìn)行過深入系統(tǒng)的研究。他的研究方向主要針對國家“四個面向”及山東省“新舊動能轉(zhuǎn)換”的區(qū)域發(fā)展需求，尤其是十強(qiáng)產(chǎn)業(yè)中新能源新材料領(lǐng)域。
在電極材料方面，徐錫金教授團(tuán)隊開展了超級電容、鋅離子電池及水系電池等能量轉(zhuǎn)換及存儲方面的研究基礎(chǔ)。團(tuán)隊從對電極材料微納結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成方法學(xué)、合成機(jī)理、可控制備及構(gòu)效關(guān)系等方面切入，通過尺寸/形貌/結(jié)構(gòu)控制、表面包覆及不同元素?fù)诫s等途徑，有效緩解充放電過程中體積變化造成的結(jié)構(gòu)坍塌、新表面的形成及結(jié)構(gòu)粉化等現(xiàn)象，提供電化學(xué)電極實現(xiàn)長效高密度儲能的解決方案，從而解決目前超級電容器功率/能量密度低、倍率性能、循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性差等問題。提出了分級結(jié)構(gòu)過渡金屬硫化物和氧化物制備的新方法，揭示了分級結(jié)構(gòu)改善電極材料性能的作用機(jī)理，并發(fā)展了一種有效平衡正負(fù)電極電荷的方法，基于此構(gòu)建了兼具高能量和功率密度的非對稱性電容器，解決了能量密度低這一制約超級電容器發(fā)展的瓶頸。
在電解液研究方面，徐錫金教授團(tuán)隊主要攻克醚-水雜化電解液助力層狀釩酸鈉的優(yōu)異鎂離子存儲的難題。他們利用四乙二醇二甲醚與水的雜化電解液可以同時解決與釩酸鈉(NaV8O20·nH2O，NVO)材料有關(guān)的動力學(xué)和溶解問題。
在梯度濃度調(diào)控的鋰離子電池研究方面，徐錫金教授團(tuán)隊以層狀、尖晶石及橄欖石結(jié)構(gòu)材料為主開發(fā)了多種核殼及濃度梯度結(jié)構(gòu)正極材料，提出了電化學(xué)惰性離子梯度摻雜改善鋰離子電池高鎳材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的新思路，將有助于推動高鎳材料在高能量鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，相關(guān)研究成果發(fā)表在Small、ACS Appl. Mater. Interfaces等雜志上。
徐錫金教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊在做好科研的同時，團(tuán)隊積極進(jìn)行人才培養(yǎng)工作，學(xué)生在挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)新大賽中獲獎，并獲國家獎學(xué)金、省級優(yōu)秀論文、宋健獎學(xué)金等多項榮譽(yù)。該團(tuán)隊還積極走出去，與日照、棗莊、菏澤的企業(yè)開展合作，助力企業(yè)升級改造、技術(shù)研發(fā)轉(zhuǎn)讓，與企業(yè)簽署橫向項目，幫助企業(yè)提質(zhì)增效。團(tuán)隊在科研、教學(xué)、人才培養(yǎng)、社會服務(wù)等方面不斷貢獻(xiàn)力量。徐錫金說：“不論是科研工作，還是學(xué)院發(fā)展，都要首先確立目標(biāo)，并遵循著這個目標(biāo)堅持做下去;要有想干事的初衷，能干事的毅力，干成事的決心。”
近五年來，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊在知名SCI及卓越期刊發(fā)表論文100余篇，其中一區(qū)論文58篇、中國卓越期刊論文22篇，共被SCI引用11000次，入選ESI高被引論文9篇。獲得授權(quán)發(fā)明專利16件，實現(xiàn)專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓1件。他主持國家自然科學(xué)基金委區(qū)域聯(lián)合基金、面上基金、濟(jì)南市自主培養(yǎng)團(tuán)隊支持及省部級重點項目5項，橫向項目2項。
來源：大眾日報通訊員 劉珂珂 陳敏
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