等离子体界面调控三维石墨烯/Cu2S兼容电极及光电二次电池器件研究
批准号:
61774022
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
段连峰
依托单位:
学科分类:
F0401.半导体材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张学宇、田野、敖玮、高其乾、孙诗涵、卢望舒、赵立娟、安思宇
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
光电二次电池是可以有效捕捉、转化与存储太阳能,同时稳定输出电能的光电一体化器件。电池器件的结构兼容性以及电极材料电化学性能的局限导致的光充电电压低以及循环性能差是目前制约光电二次电池发展的主要问题。针对于此,本项目以基于三维石墨烯/Cu2S兼容电极的光电二次电池为研究对象,拟采用等离子体物理还原方法在构建高质量三维石墨烯的同时对石墨烯/Cu2S复合材料进行界面调控。通过多组件串联结构有效提高光充电电压,同时研究复合材料电极在传输和储存电子过程中锂离子的嵌入位点以及电子迁移路径。拟解决碳基复合材料电催化活性和导电性反向影响的矛盾以及电子储存、传输过程中复合物协同增效机制两个关键科学问题。通过器件结构和电路设计获得较高的光电转化效率、电池输出能量及循环稳定性,以期充分发挥电极材料的最大性能,为光电二次电池一体化器件技术发展提供基础理论和关键核心材料支持。
英文摘要
Photo-Rechargeable battery is the integrated device of the photo conversion system and the energy storage part. The main content of the present research is to improve the photo recharge open-circuit voltage and cyclic performance of the Photo-Rechargeable battery, because of the device compatibility and electrochemical performance of electrode. Just for it, it is research on 3D graphene/Cu2S as compatible electrode for Photo-Rechargeable battery. The material quality and interface structure of reduced 3D graphene oxide will be improved by the surface plasma modification and solvothermal synthesis of Cu2S on graphene. The photo recharge open-circuit voltage will be increased by connections of four modules, and the new intercalation site of Li-ion and electronic migration path will be studied. The reverse influence of electric catalytic activity and electroconductibility for carbon composite material and the synergistic interaction of composites in the charge-discharge process will be investigated. It is improved total energy conversion, storage efficiency and excellent cycling stability of the integrated device. It could provide valuable experimental foundation and theoretical basis for the new Photo-Rechargeable battery.
太阳能的利用存在着受光照时间、强度以及资源分布的影响,电池的输出功率不稳定,而且在没有光照的情况下,太阳能电池不对外进行供电,只能依靠外设与其相并联的二次电池提供电能。本项目创新性的提出将光电转换及储能的双功能性高度集成于一个器件中搭建光电二次电池。电池器件的结构兼容性以及电极材料的兼容性是一体化器件研究的关键问题。针对于此,本项目以三维石墨烯基复合材料兼容电极的光电二次电池为研究对象,建立等离子体物理还原新方法构建一系列高质量、高性能三维石墨烯基储能复合材料,作为锂硫电池用储能正极材料在1.0C电流密度下循环1000圈后比容量保持为578mAh·g-1。通过设计和搭建基于石墨烯基复合材料兼容电极的两电极和三电极体系的光充电电池实现了光电转换与储能的双功能的高效兼容,一体化器件光辅助放电容量可达209.6mAh·g-1。此外,本项目探究了复合材料电极在传输和储存电子过程中锂离子的嵌入位点以及电子迁移路径。解决碳基复合材料电催化活性和导电性反向影响的矛盾以及电子储存、传输过程中复合物协同增效机制两个关键科学问题。通过本项目的实施为光电二次电池一体化器件奠定理论基础和关键核心材料支持,同时为太阳能资源再利用技术发展提供新路径和技术保证。
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
Synthesis of a MnS/Ni (x) S (y) composite with nanoparticles coated on hexagonal sheet structures as an advanced electrode material for asymmetric supercapacitors.
六角片状结构上涂覆纳米粒子的 MnS/NixSy 复合材料的合成,作为非对称超级电容器的先进电极材料
DOI:10.1039/c8ra02063a
发表时间:2018-05-14
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Pan, Qing;Yang, Xijia;Yang, Xiaohong;Duan, Lianfeng;Zhao, Lijun
通讯作者:Zhao, Lijun
Water-in-salt electrolyte Zn/LiFePO4 batteries
盐包水电解质锌/磷酸铁锂电池
DOI:10.1016/j.jelechem.2020.114193
发表时间:2020-06
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry
影响因子:4.5
作者:Zhong Xin;Wang Fei;Ding Yangyang;Duan Lianfeng;Shi Fengwei;Wang Chunsheng
通讯作者:Wang Chunsheng
Highly transparent and flexible graphitic C3N4 nanowire/PVA/PEDOT:PSS supercapacitors for transparent electronic devices
用于透明电子设备的高透明柔性石墨C3N4纳米线/PVA/PEDOT:PSS超级电容器
DOI:10.1142/s1793604720510066
发表时间:2020-01
期刊:Functional Materials Letters
影响因子:1.3
作者:Li Jialun;Zhang Xueyu;Li Xuesong;Duan Lianfeng;Yang Xijia;Wang Liying;Lu Wei
通讯作者:Lu Wei
Combined photoanodes of TiO2 nanoparticles and {001}-faceted TiO2 nanosheets for quantum dot-sensitized solar cells
用于量子点敏化太阳能电池的 TiO2 纳米粒子和 {001} 面 TiO2 纳米片的组合光电阳极
DOI:10.1039/c9nj01644a
发表时间:2019-06
期刊:New Journal of Chemistry
影响因子:3.3
作者:Gao Qiqian;Sun Xiaojuan;Yang Xijia;Wang Liying;Li Xuesong;Zhang Xueyu;Duan Lianfeng;Lu Wei
通讯作者:Lu Wei
Cactus-like ZnS/Ni3S2 hybrid with high electrochemical performance for supercapacitors
用于超级电容器的具有高电化学性能的仙人掌状ZnS/Ni3S2杂化物
DOI:10.1016/j.jallcom.2018.04.236
发表时间:2018-07-15
期刊:JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
影响因子:6.2
作者:Li, Xiuxia;Sun, Jinkun;Duan, Lianfeng
通讯作者:Duan, Lianfeng
新型光充电二次电池兼容电极材料界面
离子迁移机理研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:段连峰
- 依托单位:
基于新型双功能兼容电极的光充电电容器及电荷状态原位监测研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2022
- 负责人:段连峰
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


