报告主题：以不同视角探究钾离子电池的电极材料

报告嘉宾：徐杨（教授，伦敦学院大学化学系）

时 间：2024年4月8日（周一）下午2点半

地 点：丽湖校区启明楼D101报告厅

报告人简介

徐杨博士在中国科技大学获得博士学位，导师是谢毅教授。他在波士顿学院（美国）和阿尔伯塔大学（加拿大）进行了博士后研究，然后在德国伊尔梅瑙工业大学担任高级科学家。他是伦敦大学学院（UCL）化学系能源储存的教授。他是“材料与能源”硕士课程的项目主任。他的研究重点是下一代电池材料和化学反应机理，特别关注阳离子插层机制、金属电池和阴离子氧化还原活性等方面。自2016年以来，他一直积极从事钾电池化学和材料方面的研究，并且曾经编辑过《2023年钾离子电池路线图》（10.1088/2515-7655/acbf76），该文章包含了来自20多所大专院校和研究机构的40多名研究人员的贡献。他曾获得包括工程与物理科学研究委员会（EPSRC）、法拉第联盟、皇家社会、科技设施委员会（STFC）、勒弗鲁姆信托基金和UCL在内的各种资助项目支持。他荣获MINE优秀青年科学家奖（2019年）、EPSRC新兴调查员奖（2020年）和STFC早期职业奖（2023）。同时，他还是《物理：材料》(IOP)期刊编委会成员，《Materials Chemistry A》(RSC) 和 《Materials Advances》 (RSC) 杂志咨询委员会成员，《Science China Materials》(Springer) 和 《eScience》 (Elsevier) 青少年编辑部成员。

报告内容简介

开发超越锂的替代能源储存技术已成为全球能源研究领域的重要部分，塑造了未来电动出行、可再生能源利用和大规模静态能量储存。钠离子电池和钾离子电池（NIBs和KIBs）由于其化学和经济优势而被认为是锂离子电池在不同应用中的强有力竞争对手，因此备受关注。近年来，一些世界上最大的NIB制造商宣布将推出商业产品，使得NIB引起了全球关注。相比之下，KIB的发展处于早期阶段。了解钾离子储存机制可以改善KIB性能。在本次讲座中，我首先将讨论使用钾离子电池正极材料-预插层铁氰蓝类似物（K-PBAs）作为NIB正极材料。我将展示，在K-PBAs中具有一定水平的[Fe(CN)6]4-阴离子空位可以最大限度地促进钾离子插入并最小化钠离子插入，从而提高放电电压和倍率性能。通过电极表征和理论计算表明，在K-PBAs中的离子插入过程强烈依赖于阴离子空位水平。然后我将讨论我们最近对商业MoS2进行的钾离子储存机制研究。尽管MoS2作为负极材料已经广泛研究，但是对于其作为钾负极材料时储存机制尚未得到专门调查，并且仍然不清楚。我将展示MoS2转化反应部分可逆，并伴随着硫杨欢还原反应与钾发生反应；此外，在不同充放电路径下反应途径也会有所不同。通过控制路径选择同时进行阳性Mo和阴性S 氧化还原双重反应可以提高MoS2负极稳定性同时保持K-S体系化学特性。

欢迎有兴趣的师生前来参加！

材料学院

2024年4月8日

撰稿：杨金龙、张晓颖 审核：王东、王雷