检索结果-内蒙古大学图书馆

储能科学与技术 2020年第2期9卷 385-391页

作者：卞静静褚世勇奚凯颖郭少华周豪慎南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室江苏南京210093

当今社会,人类对电子产品越来越依赖,因此,对电化学储能这项技术的需求也日益剧增。迄今,广泛应用的锂电池具有高的能量密度等优点,但是它的发展受限于越来越少的锂储量。钠离子电池的潜在应用有望解决这一问题,钠在地球中的储量丰富、... 详细信息

当今社会,人类对电子产品越来越依赖,因此,对电化学储能这项技术的需求也日益剧增。迄今,广泛应用的锂电池具有高的能量密度等优点,但是它的发展受限于越来越少的锂储量。钠离子电池的潜在应用有望解决这一问题,钠在地球中的储量丰富、分布广泛、价格低廉,并且与锂有相似的物理化学性质,可以作为锂的替代材料应用于电池中。在层状铬酸钠(NaCrO2)基础上发展的正极材料具有原料丰富、合成条件简单、成分可控等优点。但充电到高电压后,铬离子会从过渡金属层迁移到钠层中,铬酸钠的结构会发生不可逆结构转变,最终导致电池容量衰减。本研究通过向铬酸钠中掺入离子半径较大的锡(Sn)生成一种新的层状材料Na0.7Cr0.85Sn0.15O2。对材料进行X射线衍射分析和扫描电子显微镜表征,以及一系列的电化学测试和反应动力学测试,结果证明掺杂后的材料有平滑的电压曲线和稳定的晶体结构,并且缓解了容量的严重衰减,提高了循环稳定性。新型层状材料还具有更小的阻抗和极化,动力学性能更优异。此外,掺杂后的材料的空气稳定性也有很大提高。这种新型的层状铬基氧化物正极材料有望为钠离子电池正极材料的发展提供一个新的选择。

关键词：钠离子电池层状正极钠铬氧化物锡掺杂

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通过Sn粉归中还原反应Pb-Sn钙钛矿前驱体溶液制备效率达到24.8%的全钙钛矿叠层太阳能电池

通过Sn粉归中还原反应Pb-Sn钙钛矿前驱体溶液制备效率达到24.8%的...

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第七届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会

作者：林仁兴肖科朱嘉谭海仁南京大学固体微结构物理国家重点实验室现代工程与应用科学学院

通过串联宽带隙和窄带隙钙钛矿来构建全钙钛矿叠层太阳能电池是一种增加太阳能电池光电转化效率的有效途径。但是,低性能的窄带隙钙钛矿太阳能电池严重的限制了全钙钛太阳能电池的发展。在这里,我们通过引入金属锡粉将钙钛矿前驱体溶液... 详细信息

通过串联宽带隙和窄带隙钙钛矿来构建全钙钛矿叠层太阳能电池是一种增加太阳能电池光电转化效率的有效途径。但是,低性能的窄带隙钙钛矿太阳能电池严重的限制了全钙钛太阳能电池的发展。在这里,我们通过引入金属锡粉将钙钛矿前驱体溶液中的Sn(Sn的氧化产物)还原为Sn来减少混合Pb-Sn钙钛矿的锡空位,提高了钙钛矿成膜质量。因此,窄带隙钙钛矿中的载流子扩散长度增加到了3微米。制备的混合Pb-Sn钙钛矿太阳能电池效率达到了21.1%。我们制备的小面积（0.049 cm）全钙钛矿叠层太阳能电池的认证效率到达了24.8%,大面积（1.05 cm）器件的光电转化为22.1%。在1个太阳的光照强度下,全钙钛叠层电池在最大功率点（mpp）下工作了463 h后,太阳能电池仍可保持原来90%的性能。

关键词：还原反应混合Pb-Sn钙钛矿全钙钛矿叠层

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亚稳相光催化材料β-Fe2O3:拉曼光谱、相变及抑制相变的策略

亚稳相光催化材料β-Fe2O3:拉曼光谱、相变及抑制相变的策略

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第七届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会

作者：李朝升张宁斯邹志刚南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室

经典α-FeO用于光电催化分解水已有40多年的历史,但它是间接带隙半导体,吸光系数小、导电性差、空穴扩散长度短,制约其光电催化分解水制氢性能。β-FeO是一种直接带隙半导体,带隙比α-FeO小,光电催化分解水的太阳能-氢能理论转换效率达2... 详细信息

经典α-FeO用于光电催化分解水已有40多年的历史,但它是间接带隙半导体,吸光系数小、导电性差、空穴扩散长度短,制约其光电催化分解水制氢性能。β-FeO是一种直接带隙半导体,带隙比α-FeO小,光电催化分解水的太阳能-氢能理论转换效率达20.9%,但是β-FeO作为亚稳相,容易产生相变,因此光电催化分解水制氢性能不佳。利用拉曼光谱是监测材料相变的有效手段,但是目前文献报道的β-FeO拉曼光谱相互矛盾。结合理论计算和实验结果,我们给出了β-FeO的拉曼光谱,并且发现β-FeO在激光辐照下的相变现象,因此必须谨慎选择测试条件以避免引起相变。实验中发现通过Zr掺杂可以抑制β-FeO的相变,改善了β-FeO的热稳定性,从而可以提升β-FeO光电极的后处理温度;同时,Zr掺杂提高了载流子浓度。因此,Zr掺杂β-FeO光电催化分解水的性能得到大幅度提升,在1.6 V偏压下光电流密度达1.2 mA/cm2（光源:模拟太阳光;电解液:1 M NaOH,pH 13.6）,从而获得了目前光电催化性能最高的β-FeO光阳极。

关键词：亚稳相氧化铁光电催化分解水太阳能拉曼光谱

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关于声学超构材料名词术语的探讨

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中国材料进展 2021年第1期40卷 1-6,20,21页

作者：黄唯纯颜士玲李鑫卢明辉李勇王兆宏张燕妮吴生提郭宇春范强钱斯文张和伟孙亚轩卢成绪陈延峰南京大学固体微结构物理国家重点实验室现代工程与应用科学学院江苏南京210093 同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室上海200092 西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室多功能材料与结构教育部重点实验室陕西西安710049 西北工业大学航海学院陕西西安710072 南京理工大学发射动力学研究所江苏南京210094 株洲国创轨道科技有限公司湖南株洲412000 北京绿创声学工程股份有限公司北京102200 青岛海尔智能技术研发有限公司山东青岛266101 南京大学光声超构材料研究院江苏南京210093 上海普信科技有限公司上海200335 比亚迪汽车工业有限公司广东深圳518118 中国科技产业化促进会北京100043

近30年来,声学超构材料领域的理论与技术不断成熟与完善。以增材制造技术、飞秒激光加工等为代表的各种先进制造技术的发展,为复杂的声学超构材料的数字化设计制造奠定了基础,极大地推动了这类材料的实用化进程。这些发展吸引了学术界... 详细信息

近30年来,声学超构材料领域的理论与技术不断成熟与完善。以增材制造技术、飞秒激光加工等为代表的各种先进制造技术的发展,为复杂的声学超构材料的数字化设计制造奠定了基础,极大地推动了这类材料的实用化进程。这些发展吸引了学术界和产业界对声学超构材料的极大关注,因此,研讨声学超构材料领域的一些基本术语和概念,以方便学术界、研究机构和企业界之间的交流、沟通和讨论是十分必要的。从基础研究的科学概念出发,探讨了声学超构材料的定义、分类及其标准、研究手段与应用方向等有关声学超构材料的名词与术语,希望能够为建立声学超构材料有关技术标准提供一些有益的建议,供有兴趣的专家参考。

关键词：声学超构材料定义分类标准研究手段方法论应用方向

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基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用

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无机化学学报 2019年第9期35卷 1521-1534页

作者：熊威冯建勇马为民赵劲李朝升邹志刚南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心环境材料与再生能源研究中心南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 上海师范大学生命科学学院上海200234 南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室南京210023 南京大学物理学院江苏省纳米技术重点实验室南京210093

基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性... 详细信息

基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性结合起来,旨在解决人工光合作用体系催化选择性差的问题。目前,可以通过光催化剂-微生物复合和电极-微生物复合来实现基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用。本文围绕基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用,依次从半人工水氧化、半人工光合还原和材料-微生物界面等方面做了系统的阐述,重点介绍基于电极-微生物复合的半人工光合体系研究进展,对基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的前景进行了展望。

关键词：无机材料人工光合微生物光催化生物催化

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固-固界面离子输运及光热驱动的全固态锂-空气电池研究

固-固界面离子输运及光热驱动的全固态锂-空气电池研究

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中国化学会第三届菁青论坛

作者：何平储能材料与技术中心南京大学现代工程与应用科学学院能源系南京大学固体微结构国家重点实验室

全固态锂电池,尤其是全固态锂空气电池,采用无机固态电解质代替液态电解质,在开发高能量、安全、宽温度范围的储能器件方面具有很大的优势。然而,在这类电池电解质/电极材料中存在着不良的电荷储存和传输,这使得当温度降至零度以下时,... 详细信息

全固态锂电池,尤其是全固态锂空气电池,采用无机固态电解质代替液态电解质,在开发高能量、安全、宽温度范围的储能器件方面具有很大的优势。然而,在这类电池电解质/电极材料中存在着不良的电荷储存和传输,这使得当温度降至零度以下时,电池会损失大部分容量和功率。因此,开发超低温可充电全固态电池是人们长期追求的目标。本文介绍一种新型太阳能光热电池技术来提升超低温下全固态锂空气电池实际容量与储能效率。我们利用气相束流沉积法制备的紧密堆积钌纳米结构层,与碳纳米管组装成等离激元空气正极表面高效宽频收集太阳光,并将其转化为热能。即便在超低温环境-73℃下,也能确保电解质/电极材料内实现有效的电荷存储和输运,表现出优异的循环寿命。此外,我们利用二维核磁交换实验监测离子在不同化学环境中交换的特性,对LAGP固态电解质与正极材料界面的空间电荷层效应进行了定量研究。结果表明存在空间电荷层的界面锂离子的交换活化能更低,交换电流密度也更小。该工作揭示了空间电荷层效应在全固态电池内对锂离子输运的影响,为优化固-固界面离子输运特性的优化给出了新思路。

关键词：全固态电池锂空气电池固固界面太阳能光热驱动

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三维石墨烯多孔块体材料:合成及其电化学应用

三维石墨烯多孔块体材料:合成及其电化学应用

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中国化学会第三届菁青论坛

作者：王学斌南京大学现代工程与应用科学学院人工微结构科学与技术协同创新中心固体微结构物理国家重点实验室

三维石墨烯是一种高性能的多孔碳。通过三维结构设计,可以将其微观结构单元的特性例如高比表面积、高导电性、高稳定性等,最大化地体现在其宏观尺度块体材料之上。基于三维石墨烯的电极,在能量存储与转换领域具有重大的应用前景。目前,... 详细信息

三维石墨烯是一种高性能的多孔碳。通过三维结构设计,可以将其微观结构单元的特性例如高比表面积、高导电性、高稳定性等,最大化地体现在其宏观尺度块体材料之上。基于三维石墨烯的电极,在能量存储与转换领域具有重大的应用前景。目前,三维石墨烯的高效低成本合成依然是一个挑战。报告人提出了发泡法、锌分层法、酰胺化诱导分离焦化法等制备路线,获得了低成本高产量高质量的三维石墨烯块体材料。这种材料具有优秀的导电和机械性质以及高比表面积。由于三维石墨烯的连通性,其电极具有接近于零的电子性电阻,因此其超级电容器器件体现出极高的功率密度,同时由于高比表面积也具有高能量密度。三维石墨烯不仅可以直接作为活性材料用于超级电容器等电化学能量存储器件,也可以负载硫、过渡金属氮化物或磷化物、氧化物等其它活性材料,构筑多种杂化电极,用于高性能锂硫电池、分解水制氢、锂离子电池等能量存储与转换方面的应用。

关键词：石墨烯块体三维石墨烯电化学电极热催化

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二维材料中电荷转移问题的密度泛函模拟与叠层成像研究

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电子显微学报 2019年第5期38卷 519-525页

作者：魏一凡裴旭东高斯周健张会刚王鹏南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室现代工程与应用科学学院人工微结构科学与技术协同创新中心

为了解决高空间分辨率下电荷转移直接观测的问题,本文将全电子密度泛函理论与叠层成像方法相结合,通过使用孤立原子和密度泛函两种不同计算方法,研究了常见二维材料掺氧石墨烯中存在的电荷转移问题。使用密度泛函理论的计算模拟能够更... 详细信息

为了解决高空间分辨率下电荷转移直接观测的问题,本文将全电子密度泛函理论与叠层成像方法相结合,通过使用孤立原子和密度泛函两种不同计算方法,研究了常见二维材料掺氧石墨烯中存在的电荷转移问题。使用密度泛函理论的计算模拟能够更好地模拟出真实存在的电荷转移情况,在此基础上,叠层成像方法能完成对结果的高分辨表征。这一结果证明了叠层成像中使用密度泛函方法分析电荷转移的重要性,为叠层成像方法应用于晶体电荷转移的直接探测打下坚实基础。

关键词：电荷转移密度泛函叠层成像

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(氧)氮化物半导体光电催化分解水制氢

(氧)氮化物半导体光电催化分解水制氢

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2019第四届中国能源材料化学研讨会

作者：李朝升南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室

氧)氮化物半导体往往比氧化物半导体的带隙小,因而在光电催化分解水时具有更高的太阳能-氢能转化的理论效率。本论文主要总结了本课题组近几年在(氧)氮化物半导体光电催化分解水制氢方面的研究工作。1.优化TaN光电催化反应动力学显著提...

氧)氮化物半导体往往比氧化物半导体的带隙小,因而在光电催化分解水时具有更高的太阳能-氢能转化的理论效率。本论文主要总结了本课题组近几年在(氧)氮化物半导体光电催化分解水制氢方面的研究工作。1.优化TaN光电催化反应动力学显著提升了分解水性能。利用理论计算揭示了TaN光电极体相中的氧杂质会使得TaN导带底位置正移,提高了水氧化(OER)的开启电势;发现TaN/HO界面形成反向偶极矩,不利于光生空穴向TaN光阳极表面迁移,提高了水氧化开启电势,降低了太阳能-氢能转化效率。发明了一种合成TaN的新工艺,可以方便快捷制备透明TaN透明薄膜。2.通过构造电子传输通道,增加了电子-空穴分离效率,显著提升La TiON光电催化分解水的性能;在模拟太阳光辐照下,La TiON分解水的饱和光电流可达6.5mA/cm。3.研制了La TaON和SrTaON新型宽光谱响应的氧氮化物半导体光电极材料;优化光电极颗粒界面和光电极/衬底界面提升了其光电催化分解水性能。4.以TaON光阳极为模型,揭示了非化学剂量比缺陷对光电催化分解水的影响规律。

关键词：

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DNA折纸框架引导的三维组装体的构建

DNA折纸框架引导的三维组装体的构建

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第十一届全国化学生物学学术会议

作者：马宁宁田野固体微结构物理国家重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院

利用自下而上的构建方法将纳米尺度的基本单元组装成微米级的三维结构一直是超分子自组装领域的研究热点,DNA纳米技术的发展为这一研究打开了新的突破口。然而DNA引导的纳米粒子的自组装很大程度上受限于所引导纳米粒子自身物理化学性质... 详细信息

利用自下而上的构建方法将纳米尺度的基本单元组装成微米级的三维结构一直是超分子自组装领域的研究热点,DNA纳米技术的发展为这一研究打开了新的突破口。然而DNA引导的纳米粒子的自组装很大程度上受限于所引导纳米粒子自身物理化学性质,如何将其与组装剥离开来成为新的研究难点。DNA折纸技术的兴起与发展为我们提供了新的思路,我们以八面体DNA折纸框架为基本组装单元,设计搭建了一种通用的组装模板,纳米粒子（本文以金纳米粒子为例）作为客体单元,可嵌入八面体折纸框架的任意位置（中心、面上）而不影响组装的进行。在组装模板的搭建方面,除了传统的两种互补组装单元直接连接法,我们在单一组元体系内引入了DNA双链连接器,在DNA双链介导下,单一组元可实现高度有序的三维组装。此外研究发现,DNA双链连接器的引入可以在一定程度上对组装体晶格常数进行调控,从而实现了模板结构的多样化转变,这为超分子功能材料的发展提供新的方法与思路。

关键词： DNA纳米技术、八面体DNA折纸框架超分子自组装纳米粒子

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