课题基金基金详情
基于介孔碳-P型储能材料复合电极的光储一体化电容的设计与研究
结题报告
批准号:
51702164
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
徐璟
依托单位:
学科分类:
E0208.无机非金属能量转换与存储材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
岳继礼、朱晓辉、徐萌、施正旖、林宝伟、房灵哲
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中文摘要
为获得高集约、高效率、绿色环保且低成本的光电转换-电能存储集成器件,利用纳米复合结构电极中电荷输运和离子扩散的特有优势,本项目拟以廉价介孔碳-P型储能材料(NiOx、MoO3等)复合结构电极为共用电极,构建基于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSC)和超级电容器(ESC)的一体化光电容集成器件。拟通过纳米复合结构调控策略,结合印刷工艺和电化学合成方法,设计出具有丰富电荷传输和离子传输路径的多孔金属-P型储能材料复合电极,揭示电极组成结构与光电性能、电化学性能之间的构效关系。系统深入研究共用电极在PSC中的空穴迁移率和在ESC中的离子扩散机理。重点研究一体化光电容在光充电过程中光生电荷和离子的传输以及协同反应机制,设计出具有高光电转换效率、高能量存储效率和高能量存储密度的集成器件。为高性能、低损耗、低成本的集成系统的设计提供理论基础,实现从基础研究领域向先进能源转换与存储应用方向的前沿性探索。
英文摘要
Highly-integrated, highly-efficient, environment-friendly and low-cost devices for photo-electrical conversion and energy storage are regarded as promising components in portable devices. Taking advantage of the charge transfer and ion diffusion abilities in nano-hybrid electrode, hybrid electrodes composed of mesoporous carbon and P-type energy storage materials (NiOx, MoO3, etc.) can be used as the shared cathode in perovskite solar cells (PSCs) and electrochemical supercapacitors (ESCs). In this proposal, we would like to build all-in-one photo-supercapacitors based on the delicately designed shared-electrode, in which both the solar energy conversion and storage functions are integrated in one cell. We hypothesize that, by combining the nano-fabrication regulation strategies with printing technology and electrochemical synthesis methods, we can obtain hybrid electrodes with high hole mobility and abundant ion diffusion paths. Meanwhile, the relationship between the composition and photoelectrical, electrochemical properties will also be investigated, which will determine the hole mobility in PSC part and ion diffusion ability in ESC part. Finally, we will focus on the mechanism of charge transportation and synergetic mechanism of charges and ions in the photo-supercapacitor during photo charging process, aiming at an achievement of high photoelectric conversion efficiency, energy storage efficiency and energy density. We believe that this research will provide some theoretical foundation for the designation of highly-efficient, low-loss and low-cost integrated system, and bring important advance to the area of energy conversion and storage.
为获得高集约、高效率、绿色环保且低成本的光电转换-电能存储集成器件,利用纳米复合结构电极中电荷输运和离子扩散的特有优势,本项目以廉价介孔碳-P 型储能材料复合结构电极为共用电极,构建基于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池和离子存储器件的集成光储一体化器件。拟通过纳米复合结构和电子结构调控策略,设计出具有丰富电荷传输和离子传输路径的多孔金属-P 型储能材料复合电极,揭示电极组成结构与光电性能、电化学性能之间的构效关系。系统深入研究共用电极的离子存储机制和改性策略对电荷传输机制的影响。重点研究一体化光电容在光充电过程中光生电荷和离子的传输以及协同反应机制,设计出具有高光电转换效率、高能量存储效率和高能量存储密度的集成器件。 为高性能、低损耗、低成本的集成系统的设计提供理论基础,实现从基础研究领域向先进能源转化与存储应用方向的前沿性探索。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Surface-Dominated Sodium Storage Towards High Capacity and Ultrastable Anode Material for Sodium-Ion Batteries
面向钠离子电池的高容量和超稳定阳极材料的表面主导钠存储
DOI:10.1002/adfm.201805371
发表时间:2018-11-21
期刊:ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子:19
作者:Luo, Da;Xu, Jing;Xia, Hui
通讯作者:Xia, Hui
Birnessite Nanosheet Arrays with High K Content as a High-Capacity and Ultrastable Cathode for K-Ion Batteries
具有高 K 含量的水钠锰矿纳米片阵列作为 K 离子电池的高容量和超稳定阴极
DOI:10.1002/adma.201900060
发表时间:2019-06-01
期刊:ADVANCED MATERIALS
影响因子:29.4
作者:Lin, Baowei;Zhu, Xiaohui;Xia, Hui
通讯作者:Xia, Hui
Highly Porous Mn3O4 Micro/Nanocuboids with In Situ Coated Carbon as Advanced Anode Material for Lithium-Ion Batteries
具有原位涂层碳的高孔 Mn3O4 微/纳米立方体作为锂离子电池的先进负极材料
DOI:10.1002/smll.201704296
发表时间:2018-05-09
期刊:SMALL
影响因子:13.3
作者:Jiang, Yao;Yue, Ji-Li;Xia, Hui
通讯作者:Xia, Hui
Few-Layered Tin Sulfide Nanosheets Supported on Reduced Graphene Oxide as a High-Performance Anode for Potassium-Ion Batteries
还原氧化石墨烯支撑的少层硫化锡纳米片作为钾离子电池的高性能阳极
DOI:10.1002/smll.201804806
发表时间:2019-03-08
期刊:SMALL
影响因子:13.3
作者:Fang, Lingzhe;Xu, Jing;Xia, Hui
通讯作者:Xia, Hui
光辅助耐低温全固态薄膜锂电池的研制及机理研究
  • 批准号:
    52373245
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    徐璟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金