無孔不入——介孔材料在電化學(xué)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換器件中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 作者：Annie 分享到：
為了減輕環(huán)境污染和能源危機(jī)，急需發(fā)展高性能電化學(xué)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換裝置。其中開發(fā)與之匹配的高性能電極材料至關(guān)重要，是電化學(xué)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換器件的核心組件，在性能方面發(fā)揮決定性的作用。
介孔材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，包括高比表面積、大的孔體積、可調(diào)節(jié)的孔徑以及可控的形貌，在諸如吸附、催化以及能量存儲(chǔ)等過程中表現(xiàn)出**的性質(zhì)，例如，高的比表面積可增加反應(yīng)活性位點(diǎn)，大的孔徑能提高反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳輸效率，以及納米孔墻壁呈現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)等。此外，介孔材料為諸多基礎(chǔ)電化學(xué)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域提供了良好的研究模型，如微納尺度的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、電荷轉(zhuǎn)移和存儲(chǔ)機(jī)理以及介孔納米受限空間下界面電化學(xué)反應(yīng)等方面。
近日，復(fù)旦大學(xué)趙東元院士、李偉教授總結(jié)了介孔材料在電化學(xué)能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的**的研究進(jìn)展，在Advanced Energy Materials上發(fā)表了題為“Mesoporous Materials for Electrochemical Energy Storage and Conversion”的綜述論文（DOI: 10.1002/aenm.202002152），該文**作者為祖連海博士和張威博士。論文從介孔材料的合成、結(jié)構(gòu)、性能及其在電化學(xué)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換應(yīng)用的內(nèi)在構(gòu)效關(guān)系方面進(jìn)行了深入討論和綜述。重點(diǎn)介紹了介孔材料的結(jié)構(gòu)特性及其在可充電電池、超級(jí)電容器、燃料電池和電解槽中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，為高性能介孔電極的構(gòu)造提供了獨(dú)特的見解和評(píng)論。最后，作者針對(duì)電化學(xué)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域急需解決的重要問題，從介孔材料的合成策略、界面工程和結(jié)構(gòu)工程角度提出了相應(yīng)的解決方法和發(fā)展前景。該篇綜述，為未來能量轉(zhuǎn)換與能量儲(chǔ)存領(lǐng)域中介孔材料可能發(fā)揮的作用進(jìn)行了闡述，為今后人們在新能源領(lǐng)域了解和運(yùn)用介孔材料提供思路。作者認(rèn)為介孔電極在儲(chǔ)能和轉(zhuǎn)換器件的開發(fā)過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但將持續(xù)發(fā)揮重要作用。
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