Wiley能源转化与存储类封面文章简读(2020.9第四周)

本文总结了2020年9月第四周发表在Advanced系列和Small期刊上有关能源转化与存储的封面文章,包括文章的内容精炼、封面解读、原文链接。欢迎阅读、参考!

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美国西北大学(Northwestern University)Mark C. Hersam教授团队综述了含离子液体凝胶(Ionogel)电解质在锂离子电池及其他新型可充电电池中的应用。Ionogel电解质,特别是与纳米颗粒形成的复合Ionogel,已被广泛用于研发新型全固态电池。本综述总结了见诸文献的Ionogel电解质特点(离子导电性、力学性质、热稳定性、电化学稳定性),在可充电电池中的代表性应用及制备基于Ionogel复合固态电解质的未来挑战。

【封面解读】封面展示了离子(红色发光球)在Ionogel网络中传递,呼应了Ionogel固态电解质的离子传导特性。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202002135

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印度国家粉末冶金与新材料国际研究中心(International Advanced Research Centre for Powder Metallurgy and New Materials)Raju Prakash博士课题组合成了一种锂离子电池负极复合材料。通过单壁碳纳米突触将α-MoO3纳米棒整合,解决了α-MoO3导电性不佳、储能过程中体积膨胀的不利因素。所制备的锂离子电池在1C和5C电流密度下比容量分别为654 mAh/g及275 mAh/g。3000次连续充放电后比容量衰减不足1%,稳定性好。

【封面解读】封面左侧电池和圈中示意图分别指示锂离子电池和α-MoO3纳米带/单壁碳纳米突触复合物的结构示意图。带有电池符号的升空火箭象征锂离子电池性能提升。背景宇宙推测为呼应火箭所绘。树木和草地可能对应了清洁能源。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202001627

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华南师范大学先进电子研究院辇理博士领导的科研团队报道了一种基于有机氧化硅纳米颗粒的倒置太阳能电池阴极界面缓冲层。界面缓冲层连接光电活性物质与电极基底,是太阳能电池对外输出电能的关键。传统倒置太阳能电池阴极界面缓冲层采用氧化锌。但氧化锌在紫外光长时间照射下稳定性差,造成太阳能电池性能快速衰减。针对此问题,作者们通过水热法,利用有机硅烷和玫瑰红(rose bengal)合成了直径约5 nm的有机氧化硅纳米颗粒。采用新型氧化硅纳米颗粒阴极界面缓冲层的倒置太阳能电池性能稳定性优异:经AM 1.5 G模拟阳光照射10小时后输出电流无任何衰减,最大光转换效率达17.15%。

【封面解读】从镀膜机中展出的薄膜太阳能电池基底上蓝红色小球代表本文报道的有机氧化硅纳米颗粒。电流和阳光对应了太阳能电池应用。左上角水滴代表有机氧化硅纳米颗粒可通过水进行涂布。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002973 (open-access)

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韩国国立忠北大学(Chungbuk National University)Jung Sang Cho教授课题组带领的研究团队研发了一种结构精巧的钠离子电池负极材料。这种电极材料形似狗尾巴草:主体为还原氧化石墨烯构成的电纺丝,其上长有氮掺杂碳纳米管,纳米管中包覆CoSe2纳米颗粒。石墨烯纺丝-碳纳米管构筑的三维导电网络作为电子快速传导通道,使电极在10 A/g的大电流密度下展现出264 mAh/g的比电容。此外,碳纳米管包覆缓解了CoSe2纳米颗粒在储电过程中的体积膨胀,确保了电极材料的结构稳定性:100次连续充放电(0.5 A/g)循环后电极比容量损耗不到10%。

【封面解读】封面展示了报道的电极材料“狗尾巴草”结构示意图:还原氧化石墨烯纺丝为“芯”,外围碳纳米管作“须”。密布的红色小球代表包裹在碳纳米管内的CoSe2纳米颗粒。沿电极表面的闪电状粒子象征电子在石墨烯纺丝-碳纳米管三维导电网络中快速传导。

原文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202003391

作者:刘田宇