本报讯 日前，我校应用科学学院陈明华副教授与新加坡南洋理工大学研究团队合作，以第一作者兼通讯作者在材料领域国际顶尖期刊AdvancedFunctionalMaterials发表了题为“RapidPseudocapac鄄itiveSodium-IonResponseInducedbyTwo-Dimen鄄sionalUltrathinTinMonoxideNanoarrays”的研究论文，该论文被杂志选为当期封面文章。哈尔滨理工大学为该论文的第一署名单位。
　　AdvancedFunctionalMaterials创刊于2001年，是国际材料科学领域顶级期刊，当前影响因子为11.382。
　　陈明华副教授分别两次公派赴新加坡南洋理工大学访学，主要从事石墨烯、碳纳米管等先进碳材料在储能领域的应用开发以及聚合物电介质材料的研究等。迄今，以第一作者在NanoEnergy、ScientificReports和JournalofPowerSources等国际期刊上发表SCI论文20多篇，累计影响因子大于90（其中IF>10，2篇；IF>6，2篇；IF>4，4篇）。SCI引用200余次。
　　钠离子电池(SIB)作为新型储能器件近年已受到业界广泛关注，SIB可广泛应用在智能电网储能、削峰填谷、分布式电站以及电动汽车等诸多领域。由于钠资源储量丰富，容易实现低成本生产，兼具较低的氧化还原电位等优势，SIB被视为未来替代锂离子电池（LIB）的重要技术方向之一，SIB新型电极材料及反应机理逐渐被深入研究，许多SIB正极材料被陆续研发出来，包括分层的过渡金属氧化物(NaFeO2)和聚阴离子化合物【如Na3V2(PO4)2F3】等。相反，负极材料的选择和性能在某种程度上限制钠的个别特征，如大的钠离子半径和低合金热。
　　在众多的金属材料中，Sn成为最有前途的负极材料候选，因其合金化的过程产生的Li17Sn4和Na15Sn4，使其具有较高的理论容量（959和847mAhg-1）以及非常低的电位（0.05-0.5V）。 然而，循环寿命低，离子扩散动力学缓慢、不稳定的SEI和较大的体积膨胀等因素阻碍了它的广泛应用。团队利用一步法成功制备超薄SnO纳米阵列/石墨烯-碳纳米管柔性三维复合电极，该电极具有较高的储钠容量(580mAhg-1@0.1Ag-1)，以及非常稳定的循环性能。分析发现，高容量的SnO纳米阵列电极并无明显充放电平台，存在一定程度的合金化赝电容贡献（>40%）；相比之下，此材料的储锂过程则显示出明显的平台特性及较低的电容贡献和倍率特性。这种基于合金化机制的赝电容概念的提出，使得高容量协同高倍率成为可能。此外，透射电镜、拉曼光谱、第一性原理计算对电极合金化过程分析，亦验证了电极具有优异的倍率响应及循环特性。
　　该成果已获得中国发明专利 （授权号：ZL201510069715.7），团队接下来将依托我校新成立的石墨烯应用技术协同创新中心，将该新型电极材料逐步放大并小试生产，并与知名新能源企业合作，进行工业验证，加快科研成果转化进程。
　　该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后基金、黑龙江省自然科学基金及我校青年拔尖创新人才等项目的支持。
　　同时，该科研成果相继被知名科研微信公众号平台“材料人”与“能源学人”关注并报道。（应用科学学院）