他,师承陈军院士,博毕3年获国家自然科学二等奖,现任985院长/「国家杰青」,独立通讯发Angew/JACS!
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2026-05-16 08:30
文章摘要
本文报道了南开大学程方益研究员团队在电化学领域的两项最新研究成果。背景方面,锂离子电池在高电压和宽温域下性能衰退严重,主要受限于低温下锂离子迁移动力学缓慢以及高温/高压下寄生反应加剧;同时,非贵金属电催化剂在工业级电流密度下的活性与稳定性难以兼顾。研究目的:针对锂离子电池,提出一种基于静电势匹配的溶剂锚定式电解液设计新范式,旨在实现电池在-60℃至80℃的宽温域内、4.5 V高电压下的稳定工作;针对析氢反应,开发一种可编程电化学组装策略,在Ni4Mo合金表面构筑聚多巴胺纳米笼,以同时提升催化活性和长期稳定性。结论:在锂离子电池方面,设计的溶剂锚定型电解液具有位点特异性溶剂化结构,促进锂离子快速脱溶剂化并形成稳定界面相,使石墨||LiCoO2全电池在极端温度下实现优异循环性能。在析氢反应方面,聚多巴胺纳米笼通过儿茶酚-金属配位作用增强界面结合力并抑制金属溶解,Ni4Mo@PDA电极在500 mA cm-2的工业电流密度下稳定运行3000小时,过电位仅125 mV,且在阴离子交换膜电解槽中稳定工作超500小时。两项研究分别为高比能电池和高效水分解催化剂的设计提供了新思路。
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