beplay2網頁登錄浙江站訊 （記者 陳顯婷 通訊員 先鋒 呂賽）近日，有關能源存儲器件的論文在PNAS（美國科學院院刊）上在線發表，這是寧波工程學院微納材料與器件團隊在一年內連續三次在PNAS上報告研究進展。該研究積極響應我國“雙碳”戰略目標，聚焦儲能技術，力圖解決儲能器件的循環穩定性等關鍵核心問題。

　　針對碳基超級電容器難以兼顧能量密度和循環壽命的難題，該團隊報道了一種具有三維納米纖維網絡結構的分級多孔碳氣凝膠構築策略，實現了其缺陷和微/介孔分布的有效調控，所組裝的超級電容器在功率密度為每千克0.60千瓦、能量密度為14.83瓦時，循環充放電6.5萬次後電容保留率為100%，實現了兼具高能量密度和長循環充放電壽命的超級電容器研發。研究成果以“High energy density and extremely stable supercapacitors based on carbon aerogels with 100% capacitance retention up to 65,000 cycles”為題發表在PNAS上(2021, DOI: 10.1073/pnas.2110912118)。

　　針對鉀離子電池循環穩定性差的普遍難題，該團隊研發了基於羧基官能團為氧化還原中心的新型儲鉀機理。所構建的鉀離子電池在高溫下展現出優異的循環穩定性，在大電流密度500 mA g-1下循環390次，比容量保持率81.5%，為國內外已有報道的最優值。研究成果以“Robust High-temperature Potassium-Ion Batteries Enabled by Carboxyl Functional Group Energy Storage”為題發表在PNAS上(2021, DOI: 10.1073/pnas.2110912118)。

　　在前述研究的基礎上，為進一步提高鉀離子電池的倍率特性，該團隊通過對碳材料的結構設計與摻雜優化，實現了兼具高循環穩定性和優異倍率特性的鉀離子電池研發。所組裝的鉀離子半電池在100 mA g-1下表現出428 mA h g-1的高倍率特性，以及在2000 mA g-1下循環2000圈後具有330 mA h g-1的高可逆比容量；所構建的全電池在500 mA g-1下循環750次後具有98%比容量保持率，優於已有報道的大部分碳材料。研究成果以“High-Performance K-ion Half/Full Batteries with Superb Rate Capability and Cycle Stability”為題發表在PNAS上 (2022, DOI: 10.1073/pnas.2122252119)。

　　微納材料與器件研究院是寧波工程學院推進產教科教雙融合和人事製度改革的嚐試，並著力解決科技成果轉化最後一公裏的問題。該團隊現有核心師資18名，平均年齡36歲，是寧波工程學院長期重點培養的團隊之一，平均年齡36歲，是一支正值青春充滿闖勁的團隊。團隊帶頭人楊為佑自2006年從清華大學博士畢業後來校工作，從零開始籌建團隊和科研平台，在學校自主培養下已當選為烏克蘭工程院外籍院士、英國皇家化學會會士。據楊為佑博士介紹，現研究院應用與基礎研究並舉，重點布局第三代半導體材料SiC和金剛石新材料、先進儲能器件等國家急需的關鍵技術領域，特別是要把突破卡脖子技術及其產業化作為未來主攻方向，立誌蹚出一條科研服務國家戰略及地方需求的新路，為產業升級和進步貢獻寧工力量。

　　（責任編輯 餘新花 趙洪河）