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四虎 2026年第7期研究生学术论坛

作者:夏苏楠 发布日期:2026-05-08 浏览:

2026年5月7日,四虎 在阳光校区12栋309成功举办了2026年第7期研究生学术论坛。本次论坛由研究生院主办、四虎 承办,张宏伟、张春华两位老师担任指导评委。学院硕士研究生崔灿、翟海峰、龙扬三位同学围绕"能源存储与转化材料"主题,依次汇报了最新科研进展,集中展示了学院在水系电池、超级电容器及柔性储能器件领域的前沿探索成果。

崔灿同学汇报了《离子溶剂化及分子堆叠结构对有机材料储能影响机制》。她针对水系电池中锌离子脱溶剂化能垒高、界面传质动力学缓慢等关键瓶颈,提出通过溶剂化鞘层精准重构优化有机材料储能性能的新策略。研究以二硫苏糖醇(DTT)为有机正极材料,系统考察了不同电解液体系(E67、E71等)及有机溶剂与ZnSO₄配比(1:1、4:1、9:1)对DTT电化学性能的影响。通过循环伏安、充放电及GITT等电化学测试,揭示了溶剂化鞘层重构对离子扩散系数和循环稳定性的调控规律。研究表明,引入阴离子(OTf⁻、Cl⁻、Ac⁻)或强配位有机分子(如甲酰胺、乙二醇)可部分取代内壳水分子,将Zn²⁺配位数从6降至4~5,有效降低去溶剂化能垒,加速界面传质动力学,同时减少活性水引发的析氢与锌腐蚀副反应,实现溶剂化-界面-稳定性的协同优化,为发展稳定长寿命有机储能体系提供了理论依据。

翟海峰同学汇报了《深共晶溶剂(DES)的设计及在超级电容器的应用研究》。他针对传统水系超级电容器能量密度低、低温性能差及安全性隐患等痛点,创新性地设计并制备了基于深共晶溶剂(DES)的凝胶电解质。通过氢键供体与受体分子自组装形成低共熔混合物,兼具高稳定性、高离子电导率和低挥发性等类离子液体特性,同时实现低成本与环境友好。研究成功制备出具有紧密结合双网络结构的IPN共凝胶电解质,基于低凝固点PDES(-57.2 °C),有效平衡了机械强度与电化学性能的"权衡效应"。电化学测试表明,该凝胶电解质具有宽电压窗口和优异的离子传输特性;所组装的电化学双层电容器(EDLC)在不同电流密度下均表现出稳定的充放电性能,Ragone图显示其能量-功率特性优良。尤为突出的是,器件在反复弯曲、切割、物理损伤等非理想工况下,电化学性能与机械完整性均保持稳定,且在-40 °C低温环境下仍能驱动微型风扇正常运转,展现出优异的柔性和宽温域应用潜力,为极端环境下柔性储能器件的设计提供了新思路。

龙扬同学汇报了《锌碘电池碘穿梭效应抑制策略与性能的研究》。他针对锌碘电池中碘正极活性物质溶解流失、多碘化物穿梭腐蚀锌负极及引发枝晶生长等核心问题,提出以可持续生物质衍生碳材料作为碘宿主的功能化封装策略。研究以BIS-C为碳前驱体,通过600 °C和700 °C热处理制备了不同石墨化程度和孔隙结构的碳载体。表征结果显示,BIS-C700具有更高的比表面积(1027.11 m²/g)和更发达的微孔系统,且氮元素以吡啶氮和石墨氮形式存在,可优先吸附I₂分子并增强材料导电性。电化学性能测试表明,BIS-C700@I₂阴极在0.1 mV/s扫速下电容贡献率达63.26%~83.6%,所组装的Zn||BIS-C700@I₂电池在0.1 A/g电流密度下经520次循环容量保持率为70.80%,在1 A/g高电流密度下经8000次超长循环容量保持率高达91.67%,展现出优异的倍率性能和循环稳定性。该研究为利用生物质资源开发高性能、长寿命锌碘电池提供了切实可行的材料解决方案。

本次论坛围绕“溶剂化鞘层如何精准重构以突破脱溶剂化动力学瓶颈”“深共晶溶剂凝胶化如何兼顾机械柔性与低温电化学性能”“生物质碳材料如何通过孔结构与杂原子掺杂抑制碘穿梭效应”“水系储能体系如何实现高安全性与长循环寿命的协同”等核心话题展开热烈研讨,现场互动频繁、气氛活跃。论坛不仅集中展示了学院在能源存储与转化材料领域的最新科研成果,更为后续产学研协同创新与成果转化搭建了关键桥梁。下一步,学院将持续打造高水平学术交流平台,助力更多科研成果从实验室走向应用一线,为智能、绿色、安全发展贡献“纺大材料”的坚实力量。

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