Cell Press 攜手西湖大學(xué)工學(xué)院首場物質(zhì)科學(xué)研討會成功舉辦
【ZiDongHua 之自動化學(xué)院派收錄關(guān)鍵詞:西湖大學(xué) 物質(zhì)科學(xué) 細(xì)胞出版社 】
Cell Press 攜手西湖大學(xué)工學(xué)院首場物質(zhì)科學(xué)研討會成功舉辦 | 重磅嘉賓演講精彩回顧

2024年8月7日,由Cell Press細(xì)胞出版社與西湖大學(xué)工學(xué)院合作舉辦的“能源存儲和轉(zhuǎn)換”主題研討會成功舉辦。本次研討會由Chem,Joule,Matter編輯團(tuán)隊和西湖大學(xué)工學(xué)院共同組織,國際頂尖科學(xué)家Linda Nazar教授、John Wang教授,范紅金教授和Alexandr N. Simonov教授分享了各自的創(chuàng)新研究。

西湖大學(xué)工學(xué)院材料學(xué)講席教授黃嘉興和Matter主編Steve W. Cranford博士為大會致開幕辭。黃嘉興教授向與會嘉賓和到場編輯表示歡迎和感謝,強(qiáng)調(diào)了西湖大學(xué)在“清潔能源解決方案”相關(guān)研究領(lǐng)域的決心和貢獻(xiàn),并對現(xiàn)場積極、開放的學(xué)術(shù)交流氛圍表示期待;Matter主編Cranford博士代表細(xì)胞出版社物質(zhì)科學(xué)期刊,期望和參會的科研學(xué)者們建立緊密聯(lián)系并和西湖大學(xué)創(chuàng)造更多合作的可能性。

嘉賓演講精彩回顧
New Insights into Li and Na-Ion Solid-State Electrolytes in Solid State Batteries(關(guān)于固態(tài)電池中鋰和鈉離子固態(tài)電解質(zhì)的新見解)
Linda Nazar, University of Waterloo
全固態(tài)鋰離子電池憑借其卓越的安全性和更高的能量密度,已成為電池技術(shù)的理想之選?;F盧大學(xué)的Linda Nazar教授長期致力于電池技術(shù)創(chuàng)新,重點介紹了她的實驗室在新型固態(tài)電解質(zhì)方面的最新發(fā)現(xiàn),特別是針對硫化物和鹵化物等材料的研究。通過一系列先進(jìn)的表征手段,包括X射線/粉末中子衍射、對分布函數(shù)以及從頭算分子動力學(xué)模擬等,Nazar教授的團(tuán)隊揭示了這些新材料中快離子傳導(dǎo)的關(guān)鍵機(jī)制,探討了鹵化物固態(tài)電解質(zhì)與正極活性材料(如NMC)之間的界面性質(zhì),以及鋰和鈉準(zhǔn)非晶態(tài)電解質(zhì)中的快離子傳導(dǎo)特性。這些研究為固態(tài)電池性能領(lǐng)域提供了新的見解,對推動下一代高性能電池的發(fā)展具有重要意義。
Electrocatalysts for Energy Storage and Conversion: Going Beyond Single Atom Catalysts (能源存儲和轉(zhuǎn)換中領(lǐng)先單原子材料的電催化劑)
John Wang, National University of Singapore
王教授的報告以能量存儲和轉(zhuǎn)換中領(lǐng)先單原子材料的電催化劑作為主要報告內(nèi)容,著重敘述了以單原子為基礎(chǔ)的催化劑的優(yōu)勢(良好的選擇性、優(yōu)異的利用率等)和挑戰(zhàn)(規(guī)?;?、兼容性等)。單原子催化劑(SACs)還具有多樣的基底選擇,例如1D(CNT、納米纖維),2D(石墨烯、MXenes) 和3D(MOF、COF)材料,其電催化性能主要是與底物表面的相互作用控制。此外具有強(qiáng)大協(xié)同作用的雙金屬原子、三金屬原子以及納米團(tuán)簇的應(yīng)用,使得其在鋰硫電池(LSBs)、氧還原反應(yīng)(ORR)、氮還原反應(yīng)(NRR)、二氧化碳還原反應(yīng)(CO?RR)性能都得到了顯著提升。
Challenges and Opportunity of Aqueous Zinc Batteries (水系鋅電池的挑戰(zhàn)與機(jī)遇)
Hongjin Fan, Nanyang Technological University
范紅金教授此次的報告全面地分析了水系鋅離子電池面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。范紅金教授首先提到鋅金屬毒性小、豐度高、成本低,并且具有較低的氧化還原電位和較高的能量密度,非常適合用于大規(guī)模儲能裝置。然而,水系鋅離子電池仍然面臨著電化學(xué)穩(wěn)定性窗口窄、金屬負(fù)極腐蝕嚴(yán)重、正極可逆性低等問題。范教授著重引用了Cell Press系列期刊上的綜述文章對這些問題進(jìn)行了闡述。接著范教授針對以上問題介紹了其課題組近期的工作。負(fù)極方面,范教授課題組首先關(guān)注了鋅金屬在日歷老化方面的問題。他們發(fā)現(xiàn)鋅金屬的利用率隨日歷老化時間線性減少,且電解質(zhì)濃度越高鋅金屬受日歷老化的影響越嚴(yán)重。在正極方面,范教授課題組聚焦了碘正極側(cè)高價碘離子水解、氧化還原動力學(xué)緩慢和多碘化物的穿梭效應(yīng)等問題。他們通過合成一系列聚陰離子水凝膠電解質(zhì),拓寬了水系電解液的電化學(xué)穩(wěn)定窗口,調(diào)控了鋅離子遷移行為,提升了鋅離子遷移數(shù),防止了多碘化物的穿梭,對水系鋅離子電池正負(fù)極的穩(wěn)定性和可逆性都帶來了顯著改善。他們還通過使用多種電解液添加劑和離子液體的辦法,同時調(diào)控鋅離子和多碘離子的溶劑化結(jié)構(gòu),對鋅離子電池面臨的多種問題進(jìn)行協(xié)同改善。最后,面對水系鋅離子電池這樣一種新型電池,范紅金教授列出了六大開放性問題希望同行在做研究的時候也能夠更辯證地去思考,并用一首生動有趣的小詩結(jié)束報告。
Take water from Westlake,
Make batteries that do not break.
Electrons convert to fuel,
With little Joule.
Halides make solid Device,
Matter never shatters,
Newton stands up, all Chem?
Steve says, it’s a Matter of iScience
Schroedinger rises, where is my cat?
Steve says, it’s a Chem Cat.
Electrosynthesis of Green Hydrogen and Ammonia (綠氫和氨的電合成)
Alexandr N. Simonov, Monash University
為了實現(xiàn)可持續(xù)能源系統(tǒng)的過渡,開發(fā)有效的電化學(xué)技術(shù)將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣和氨是至關(guān)重要的。盡管電解水和氮氣電還原合成氨的技術(shù)已有悠久歷史,但尚未成為主要的工業(yè)工藝。Simonov教授在報告中向我們展示了在電解水綠氫生產(chǎn)領(lǐng)域中,用于酸性和堿性環(huán)境的催化劑設(shè)計。展示了利用微波輔助的策略合成了一系列用于堿性電解水的金屬硫化物催化劑,并提出“Catalyst+matrix”的催化劑設(shè)計方法合成非Ir基的酸性O(shè)ER催化劑。在綠氨生產(chǎn)領(lǐng)域,Simonov教授講解了電解生產(chǎn)綠氨的發(fā)展歷史和面臨的主要技術(shù)問題。介紹了鋰作為氮氣還原劑的神奇功效和反應(yīng)機(jī)理,以及如何在鋰介導(dǎo)的氮還原反應(yīng)中實現(xiàn)接近100%電流效率的科學(xué)研究。這為我們理解和推進(jìn)綠色能源的電化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)提供了重要的理論和實踐基礎(chǔ),有助于推動可持續(xù)能源系統(tǒng)的發(fā)展。
回看研討會
研討會結(jié)束后,當(dāng)天下午細(xì)胞出版社的4位編輯(Matter主編Steve W. Cranford博士,Matter科學(xué)編輯Tina Zhang, Chem資深科學(xué)編輯Jiqing Sun,Joule科學(xué)編輯Ruhui Chen)參加了線下“編輯作者見面會”,與西湖大學(xué)工學(xué)院的11位青年P(guān)I(Principal investigator)就其科研成果和論文發(fā)表等話題進(jìn)行了深入討論。平行進(jìn)行的還有演講嘉賓John Wang和范紅金兩位教授領(lǐng)銜的The Leadership Experience Advancement Program (LEAP)研討會,同樣座無虛席,吸引了眾多教授和學(xué)生。
細(xì)胞出版社和西湖大學(xué)工學(xué)院將于9月舉辦“電子”領(lǐng)域相關(guān)的研討會,屆時期待與朋友們再次相遇!
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