光电信息学院本科生在《德国应用化学》上发表重要研究成果

来源:光电信息学院 浏览次数: 发布时间:2022-01-12 编辑:刘雪茹

新闻网讯 近日,光电信息学院大学生创新创业训练计划小组成员2018级本科生李健垚等人以共同一作身份在国际化学领域顶级学术期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表题为“Two-dimensional Organic Supramolecule via Hydrogen Bonding andπ-πStacking for Ultrahigh Capacity and Long-Life Aqueous Zinc-Organic Batteries”的研究论文。光电信息学院博士后陈远和南京大学朱琴博士为共同第一作者,大创项目小组成员2018级本科生曹怡青为共同作者,学院王成亮教授为论文通讯作者,我校为第一单位。



水系锌离子电池以其高容量、低成本引起了广泛的兴趣。但目前报道的电极材料通常性能较差。有机高分子材料对于水系锌离子电池具有特别的优势,但易于制备的小分子材料通常面临溶解的问题,造成性能的快速下降。



基于前期的利用弱相互作用调控有机储能电池性能的研究成果(例如:Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 10871;CCS Chem. 2021, 3, 2812;Energy Environ. Mater. 2020, 3, 441),研究团队设计了一种新型的有机小分子材料。其丰富的C=O和C=N基团保证了材料的高容量,并诱导产生了分子间氢键。分子间较强的氢键促使材料在面内形成了二维的超分子结构,在面间形成较强的π-π相互作用。分子间较强的相互作用抑制了材料的溶解,因此该材料展现了到目前为止最高的容量(482.5 mAh g-1)和超长的循环寿命(>10000圈)。同时,由于O与N的螯合作用,与水系锌离子电池中普遍存在的质子存储机理相比,其二维超分子结构大幅促进了锌离子与质子的竞争,实现了锌离子的存储。


论文发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: 10.1002/anie.202116289,影响因子:15.336)。上述研究工作得到了国家自然科学基金(51773071, 52173163)和中国博士后基金(2020M672323, 2021TQ0115)等项目的资助。论文还得到了我校翟天佑教授和南京大学马晶教授的支持和帮助。


课题组前期指导的大学生创新创业训练计划小组也曾在国际材料领域顶级学术期刊《Energy Storage Mater.》上发文(Energy Storage Mater. 2020, 27, 35,影响因子:17.789)。


原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202116289