3月25日，化材學院林業工程學科生物質微納米功能材料研究團隊在材料科學領域國際頂尖期刊《Advanced Materials》（中科院1區Top，IF=32.086）在線發表題為“Wood-derived continuously oriented three-phase interfacial channels for high-performance quasi-solid-state alkaline zinc batteries”（木材衍生連續定向三相界面通道用于高性能準固態堿性鋅電池）的研究論文。第一作者是該團隊碩士研究生李嵐澤，通訊作者為陳浩教授和青年教師龐亞俊博士。浙江農林大學化學與材料工程學院為第一單位和唯一通訊單位。
隨著新能源產業的快速發展，市場對于新型高性能可充電二次電池的需求日益增長。混合鋅電池結合了堿性鎳鋅電池和鋅空氣電池兩者的優點，在二次電池儲能領域引起了廣泛關注。然而，電催化氧反應的動力學和電解液的傳質受到不匹配和無序的多相反應界面傳遞通道的限制，極大地阻礙了混合鋅電池的性能。在這項研究中，開發了源自松木天然結構的連續定向的三相界面通道正極，以應對這些挑戰。將松木片碳化，然后僅在木材衍生碳片的一側電沉積生長活性材料，即可制作集成活性材料、集電器和連續定向三相反應界面通道于一體的木材衍生正極。該連續定向的三相反應界面通道可實現導電骨架內的電解液高效滲透和快速氧擴散，從而加速反應動力學。因此，基于木材衍生正極的準固態混合鋅電池執行了超出鎳鋅電池的額外充放電過程，具有寬工作電壓（0.6-2.0 V）、高比容量（在1 mA/cm2時達到656.5 mAh/g）、出色能量密度（644.7 Wh/kg）以及良好耐久性（連續工作8000分鐘后的容量保持率為80.0%）等優勢。與單純的鎳鋅電池相比，混合鋅電池的容量提升幅度高達約370%。這使得所制作的混合鋅電池在堿性鋅電池領域中處于領先地位，并且展現出作為低成本、高性能、長壽命、環保和低碳足跡儲能裝置的卓越潛力。
研究團隊介紹：生物質微納米功能材料研究團隊（負責人：沈哲紅教授）成立于2013年，隸屬于林業工程學科，主要面向浙江省加快推進竹木產業二產轉型升級重大需求，開展“碳中和”背景下“綠色”材料的開發與利用研究。具體來說，以竹木加工主產物為原料，開發膠黏劑和涂料用于戶外木竹材制作；以竹木加工副產物為原料，開發碳基復合材料用于超級電容器、鋰離子電池、水系電池、太陽能水蒸發器等的制作。到目前為止，團隊已主持國家級和省部級科研項目10個，在Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Energy Storage Mater.、Adv. Sci.、Small、Energy Environ. Mater.、Chem. Eng. J.等期刊發表SCI論文40余篇，獲得授權專利9件，曾獲得浙江省科技進步一等獎、二等獎、梁希林業科學技術三等獎、梁希青年論文二等獎、校第五屆研究生優秀導學團隊等榮譽。
（化材學院 龐亞俊）
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