近日，在化學(xué)化工學(xué)院陳修棟教授團(tuán)隊(duì)的精心指導(dǎo)下，我校聯(lián)合培養(yǎng)研究生王亞江同學(xué)以第一作者身份、以九江學(xué)院為第一單位，在《InfoMat》（信息材料）上發(fā)表題為“Synergistic Effects of Structural and Electronic Dual Engineering for Ultra-Stable Aqueous Zinc-Ion Batteries”的學(xué)術(shù)論文。

據(jù)悉，《InfoMat》（信息材料）是由教育部主管，電子科技大學(xué)和Wiley出版集團(tuán)共同主辦的綜合性國(guó)際頂尖期刊，中科院JCR分區(qū)為Top一區(qū)，影響因子為22.2996。該期刊致力于報(bào)道信息技術(shù)與材料、物理、化學(xué)、能源、人工智能以及生物探測(cè)等新興前沿交叉領(lǐng)域，聚焦于具有獨(dú)特電、光、磁特性的新材料及其在信息技術(shù)快速發(fā)展中的創(chuàng)新應(yīng)用研究成果。

層狀釩基氧化物因其理論容量高、釩元素多價(jià)態(tài)及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，成為水系鋅離子電池的一種有前途的正極材料。然而，層間距窄、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等限制阻礙了其實(shí)際發(fā)展。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，我們通過(guò)一步水熱法成功制備氧空位，并同時(shí)將芐基三甲基銨有機(jī)陽(yáng)離子（TMBA⁺）插入V₂O₅層間距，得到VOH-TMBA?復(fù)合電極材料，實(shí)現(xiàn)了V₂O₅的雙策略改性。在所得VOH-TMBA?中，氧空位和TMBA?協(xié)同作用，將層間距從6.84 ?擴(kuò)展到13.8 ?，穩(wěn)定了層狀骨架，并調(diào)控了局域原子配位和電子結(jié)構(gòu)。這種“結(jié)構(gòu)-（－）電子”雙重調(diào)控賦予VOH-TMBA?在0.2 A g^-1電流密度下高達(dá)417.2 mAh g^-1的比容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在10.0 A g^-1電流密度下循環(huán)7000次后容量保持率為90.7%）。原位XRD/Raman和非原位XPS/SEM表征表明VOH-TMBA?電極是一種基于H⁺/Zn²⁺共嵌入/脫出的儲(chǔ)能機(jī)制。此外，密度泛函理論計(jì)算表明VOH-TMBA+的電導(dǎo)率進(jìn)一步提高，而靜電相互作用的降低有利于Zn²⁺的遷移。這項(xiàng)工作提供了一種通過(guò)協(xié)同結(jié)構(gòu)和電子調(diào)控來(lái)設(shè)計(jì)層狀金屬氧化物的通用策略，為設(shè)計(jì)高性能水系鋅離子電池正極材料提供了前景。（原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/inf2.70055）

另外，陳修棟教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合培養(yǎng)研究生齊冬梅同學(xué)以第一作者身份、以九江學(xué)院為第一單位，在《ACS Nano》上發(fā)表題為“Design Strategies, Challenges, and Prospects of Nanomaterials for Aqueous Zn-Iodine Batteries”的綜述性學(xué)術(shù)論文。《ACS Nano》是美國(guó)化學(xué)會(huì)出版社旗下的納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)期刊，為Nature Index收錄期刊，中科院JCR分區(qū)為Top一區(qū)，影響因子為15.9992。該期刊在納米科技領(lǐng)域具有重要地位，被廣泛認(rèn)為是該領(lǐng)域的權(quán)威期刊之一，其發(fā)表的文章往往代表了納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果和發(fā)展方向，對(duì)推動(dòng)該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和技術(shù)創(chuàng)新具有重要作用，被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為高學(xué)術(shù)質(zhì)量科技期刊。

水系鋅碘電池（AZIB）因其低成本、高安全性、多種電子轉(zhuǎn)移特性以及鋅金屬的高理論容量（820 mAh g^?1）而成為新型儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要候選者。然而，AZIB的實(shí)際應(yīng)用仍然面臨重大挑戰(zhàn)，主要包括碘的緩慢氧化還原動(dòng)力學(xué)和多碘化物的穿梭效應(yīng)。穿梭效應(yīng)不僅會(huì)降低正極活性物質(zhì)的含量，還會(huì)穿梭至負(fù)極與鋅負(fù)極發(fā)生劇烈的自放電反應(yīng)，導(dǎo)致鋅負(fù)極腐蝕以及表面鈍化等副反應(yīng)。為了抑制穿梭效應(yīng)，主要研究方向是尋找具有強(qiáng)碘和多碘化物吸附性能的正極基質(zhì)材料，因此本文重點(diǎn)關(guān)注納米材料的相關(guān)研究。本文旨在概述不同的儲(chǔ)能機(jī)制以及AZIB面臨的各種挑戰(zhàn)。然后，討論了抑制碘物質(zhì)穿梭效應(yīng)的各種策略，包括正極材料設(shè)計(jì)、負(fù)極保護(hù)和電解液調(diào)節(jié)。最后，本文對(duì)納米材料在AZIB領(lǐng)域的未來(lái)研究前景進(jìn)行了展望，旨在為理解AZIB的發(fā)展現(xiàn)狀提供新的思路，為高性能AZIB的實(shí)現(xiàn)提供有價(jià)值的指導(dǎo)，促進(jìn)AZIB的進(jìn)一步發(fā)展。（原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c06585）

這些標(biāo)志性成果的取得，得益于學(xué)校學(xué)科科研經(jīng)費(fèi)的大力支持，學(xué)校通過(guò)設(shè)立專項(xiàng)科研基金、增加重點(diǎn)學(xué)科投入等方式，為科研創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的保障。化學(xué)化工學(xué)院積極響應(yīng)學(xué)校政策，通過(guò)系統(tǒng)性優(yōu)化學(xué)科經(jīng)費(fèi)使用辦法，建立更加科學(xué)合理的資源配置機(jī)制，將有限的經(jīng)費(fèi)用于最需要的科研環(huán)節(jié)。學(xué)院特別注重構(gòu)建覆蓋本科生和研究生全周期的科研培養(yǎng)體系，從低年級(jí)的基礎(chǔ)科研訓(xùn)練到高年級(jí)的獨(dú)立課題研究，形成了階梯式、遞進(jìn)式的培養(yǎng)模式，有效提升了學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新素養(yǎng)，為產(chǎn)出高質(zhì)量科研成果奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，兩項(xiàng)研究工作的開展還獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、江西省"雙千計(jì)劃"、江西省自然科學(xué)基金以及九江市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等科研項(xiàng)目的資助。

化學(xué)化工學(xué)院供稿

責(zé)編：向真 審核：黃華南 曹小華 汪浩