张佳楠教授课题组在碳复合能源催化方面取得新进展

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近日，我院高温功能材料研究所张佳楠教授带领的先进能源催化功能材料课题组在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上（IF＝16.823）发表题为“Evolution of Stabilized 1T-MoS2 by Atomic-Interface Engineering of 2H-MoS2/Fe-Nx towards Enhanced Sodium Ion Storage”的最新原创性研究论文，张佳楠教授和中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员为共同通讯作者，夏会聪研究员为论文第一作者，郑州大学材料科学与工程学院为第一作者单位和通讯单位。

         在“双碳”目标下，可再生能源逐步成为能源消费增量的主体。在推动可再生能源利用的关键技术中，储能技术的发展已成为实现“双碳”目标的重要支撑技术之一。与技术相对成熟的锂离子电池相比，钠离子电池（SIBs）由于钠（Na）资源丰富、成本低廉、理论容量高等优势，在大规模储能领域中展现出广阔的应用前景。然而，由于钠离子（Na+）半径较大，在传统的负极材料中储存容量低，严重制约了SIBs的产业化发展。具有金属导电性质的1T相硫化钼（MoS2）被认为未来重要的钠离子电池（SIBs）阳极材料，但制备过程中易相变使其难以获得，并且其在充放电过程中的导致部分容量不可逆也制约着该正极材料的发展。针对这一重要问题，本工作从典型的单原子铁-氮-碳（SA Fe-N-C）材料出发，通过原子-界面工程在单原子构建了在SA Fe-N-C基地上合成2H-MoS2纳米结构，具有铁磁性自旋极化SA Fe-N-C驱动电子通过Fe-S键转移至2H-MoS2上，实现2H-MoS2在充放电过程中原位生成1T相MoS2，1T/2H相MoS2可高效可逆演化，电池表现出稳定的倍率性能和长循环性能。该工作在之前通过Fe-N-C自旋态调控实现钠离子固体电解质界面（SEI）膜可逆转化的基础上，进一步发现Fe-N-C通过电子转移行为在一定程度上稳定了二维材料结构，为实现二维材料在二次电池中的长循环性能提供了一种新的思路。
         近年来，张佳楠教授团队围绕着碳复合能源相关材料的制备与性能研究方面开展了大量的研究工作，并取得了一系列的创新成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202218282；Energy Environ. Sci. 2022, 15, 771-779; Nat. Commun. 2021, 12, 1734），受到了同行的广泛关注。这些研究得到了国家自然科学基金、郑州大学青年创新团队支持计划等项目资助。
        该工作得到国家自然科学基金、郑州大学青年创新团队、郑州大学人才启动经费支持。


         全文链接：
         https://doi.org/10.1002/anie.202218282
         https://doi.org/10.1039/D1EE02810C
         https://doi.org/10.1007/s12274-021-3992-9
         https://doi.org/10.1007/s40843-022-2217-5
         文章来源：郑州大学
       张佳楠，郑州大学材料科学与工程学院，直聘教授，博士生导师。河南省高校科技创新人才，河南省教育厅学术技术带头人。2005年在吉林大学化学学院获理学学士学位，同年进入吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室硕博连读，于2010年6月获得博士学位。2008-2009年期间在美国橡树岭国家实验室访问学习。2010年入职以来，获河南省青年骨干教师（2016年）、河南省教育厅学术技术带头人（2017年）、郑州大学优秀拔尖人才（2018年）、河南省高校科技创新人才（2018年）。