化学化工学院在新能源电极材料制备领域取得新进展

化学能与电能之间的高效转化是众多可再生能源方案的核心环节，其中纳米电催化剂和纳米半导体储能材料则是实现能源转化的关键因素.然而，纳米颗粒具有极高的表面能和极强的团聚趋势，难以维持持久的能源转化稳定性，构建高度分散的超细纳米粒子是解决这一问题的有效途径.化学化工学院河南省新能源电池材料工程技术研究中心主任魏伟和张永亚博士率先利用离子液体原位限域聚合策略，分别制备出高分散Ru纳米电催化剂和高分散Ge量子点负极储能材料，并分别应用于催化电解制水制备氢气和钠离子电池储钠负极.

其中，高度分散和嵌入层状离子液体衍生碳网中的Ru催化剂(粒径3～5 nm)具有极高的循环稳定性，并且能够在显著降低贵金属的用量的同时提升电解水制氢反应的催化活性上限值(析氢过电位仅16 mV)，具有较高的工业应用价值(Small Methods，2021，2100505).

高度分散于离子液体衍生三维碳网络的Ge量子点作为钠离子电池负极材料展现出优异的电化学性能.在0.1 C倍率下，其高可逆充电容量高达581mA h g-1,并且在3 C高倍率下，经过5000次超长期循环后，电极仍能提供201 mA h g-1的高容量，容量保持率79.8%，证明了所制备高分散Ge负极材料优异的长程稳定性和应用前景(Mater. Chem. Front., 2021, 5, 7778-7786).

研究组提出的均相分散-原位限域聚合策略是一种有价值的方法，易于扩展到多种金属和半导体纳米粒子，为制备高分散、高稳定性纳米复合催化剂和电极材料开辟了新的道路.