Carbon Energy:Carbon Energy第二期上线

Carbon Energy第二期上线啦!

Carbon Energy第二期共收录了9篇文章,包括人物专访、5篇综述性论文和3篇原创性研究论文。论文涵盖了碳能源领域的多个研究热点方向(钠氧电池、锂硫电池、石墨烯材料的电化学合成、石墨烯材料的应用等),内容涉及材料的设计制备、新技术的开发、基础理论研究进展等。

美国凯斯西储大学戴黎明、加拿大西安大略大学孙学良院士、美国俄勒冈州立大学纪秀磊教授、澳大利亚悉尼大学陈元教授、中国科学院物理研究所苏东教授、中南大学刘小鹤教授、美国加州大学河滨分校郭居晨教授、鲁东大学高善民教授、上海理工大学郑时有教授和我们分享精彩的碳能源世界。

本期论文均为开放获取,读者可免费下载阅读全部文章。

文章目录:

Interview: Liming Dai

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美国凯斯西储大学戴黎明教授接受了CarbonEnergy的专访,戴黎明教授回顾了自己的科研历程,分享了对碳能源领域的展望。他对年轻科研人员的建议是—“成为一名成功的科学家没有秘诀,除了努力工作、批判性思维外,也要拥有开放的思维和一颗合作的心。”

   Review Article

1The application of carbon materials in nonaqueous NaO2 batteries

Xiaoting Lin,Qian Sun,Kieran Doyle Davis,Ruying Li,Xueliang Sun*

DOI:10.1002/cey2.15

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.15

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加拿大西安大略大学孙学良院士基于长期对钠-空气电池体系的研究,系统综述了碳材料在解决钠-空气电池体系挑战以及提升电池性能方面的应用和最新进展,并展望了碳材料在钠-空气电池系统中的未来发展方向。 文章介绍了非水系钠-空气电池的工作原理,并讨论了钠-空气电池中空气电极和钠金属电极所面临的各种问题。从解决电极的各种挑战出发,系统的总结了如何通过合理设计碳材料的结构和化学特性来提升钠-空气电池的电化学性能。

2Synthesis of graphene materials by electrochemical exfoliation: Recent progress and future potential

Fei Liu ,Chaojun Wang ,Xiao Sui ,Muhammad Adil Riaz ,Meiying Xu* ,Li Wei* ,Yuan Chen*

DOI:10.1002/cey2.14

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.14

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澳大利亚悉尼大学陈元教授总结分析了近年来出现的通过电化学剥离石墨电极来制备石墨烯材料的方法。讨论了石墨烯(碳/氧比超过10的材料)和GO(碳/氧比小于10的材料)的合成方法,总结了使用电化学剥落法合成杂原子掺杂的石墨烯材料,引入共价官能团,引入各种纳米颗粒以及组装石墨烯结构的电化学剥离方法。

3In-situ structural characterizations of electrochemical intercalation of graphite compounds

Na Li, Dong Su*

DOI:10.1002/cey2.21

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.21

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中国科学院物理研究所的苏东研究组,总结了不同的原位表征技术(X-射线、电子显微镜、拉曼光谱、中子散射、核磁共振和光学显微镜)在石墨/膨胀石墨的电化学离子脱嵌反应中的最新研究进展。

4Engineering of carbon and other protective coating layers for stabilizing silicon anode materials

Fenglin Wang ,Gen Chen* ,Ning Zhang,Xiaohe Liu* ,Renzhi Ma*

DOI:10.1002/cey2.24

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.24

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中南大学刘小鹤教授和日本国产物质研究机构(NIMS)马仁志教授从碳、无机材料、导电聚合物保护硅活性材料三个方面分析与总结了锂离子电池硅基负极材料的构建方法和电化学性能。

5Carbon materials from melamine sponges for supercapacitors and lithium battery electrode materials

Yanying Shi, Guijing Liu, Rencheng Jin, Hui Xu, Qingyao Wang, Shanmin Gao*

DOI: 10.1002/cey2.19

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.19

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鲁东大学高善民教授总结了近年来以MF为原料制备超级电容器和锂离子电池电极材料用多孔碳的研究方法和进展,包括对MF的直接碳化处理、活化处理、掺杂以及与金属氧化物、硫化物、石墨烯、导电聚合物的复合改性等方面的研究进展。对多孔碳材料用于电极材料的发展进行了展望,

Reasearch Artical

1ZnS coating of cathode facilitates lean-electrolyte Li-S batteries

Woochul Shin,Jun Lu,Xiulei Ji*

DOI: 10.1002/cey2.10

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.10

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美国俄勒冈州立大学的纪秀磊团队与阿贡国家实验室的陆俊研究员设计在石墨烯包覆硫化锂电极表面上修饰少量的ZnS纳米颗粒,可大幅提升贫电解液条件下的锂硫电池性能。该工作从锂硫电池电极/电解液界面工程设计出发,利用硫化锌涂层来降低电解液对电极材料的浸润水平,从而减少电解液用量,实现其高能量密度的目的。

2Lowtemperature synthesis of graphitic carboncoated silicon anode materials

Zheng Yan,Huile Jin*,Juchen Guo*

DOI:10.1002/cey2.8

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.8

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硅基负极材料应用已经被学界和工业界广泛接纳为一种提高锂离子电池比容量和能量密度的有效和可实现的策略。美国加州大学河滨分校郭居晨教授报道了一种用于锂离子电池的简易并且有规模化生产潜力的高性能硅-石墨化碳(Si@GC)复合负极材料,表现出优异的性能。

3、“AllInOne integrated ultrathin SnS2@3D multichannel carbon matrix power high-areal-capacity lithium battery anode

Hongyi Xu ,Chengxin Peng ,Yuhua Yan ,Fei Dong ,Hao Sun ,Junhe Yang ,Shiyou Zheng*

DOI:10.1002/cey2.22

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.22

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作为典型的二维过渡金属硫化物材料,二硫化锡(SnS2)地表储量足,且其基于转化与合金化反应的四电子转移电化学过程可提供远超石墨的比容量,被认为是下一代储能电池负极材料的理想候选之一。然而,SnS2电极材料因较低的本征电子电导率和电化学合金化反应过程中较大的体积膨胀,导致其在充放电过程中快速的容量损失和倍率性能欠佳。上海理工大学郑时有教授团队提出三维多通道碳基体上原位生长超薄SnS2纳米片的新策略,可实现电极材料的高载量与优异的电化学性能的完美结合。