? ? ? ?為了拓寬同學們的眼界，提高知識學問，2021年7月28日上午11:30，廊坊師范學院化材學院陳鈺老師特邀河北農(nóng)業(yè)大學理學院的趙孝先副教授蒞臨廊坊師范學院，在化學實驗樓310會議室向同學們講解了多級無機復合納米材料在儲能領域中的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。

? ? ? ?趙孝先副教授先介紹了這種多級無機復合納米材料儲能器件可以應用在鋰電池、鈉電池和鋰硫電池等方面，多級結(jié)構(gòu)材料具有較大的比表面積和多孔多腔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特征為其提供更多的活性位點、促使電解液與材料充分接觸、電解液進入內(nèi)層從而緩解體積膨脹，利用這種材料制備的電池具有便攜、安全性能高、容量大等特征，為解決現(xiàn)有電極材料存在顆粒團聚、離子傳輸阻力大、材料易膨脹等問題提供了很好的解決方案。

? ? ? ?趙孝先副教授分別在零維結(jié)構(gòu)、一維結(jié)構(gòu)、二維結(jié)構(gòu)和三維結(jié)構(gòu)方面介紹了多級結(jié)構(gòu)納米材料在促進浸潤、縮短傳輸路徑、更多活性位點和緩解體積膨脹等方面的優(yōu)良特點。零維結(jié)構(gòu)中，多殼層(Co2/3Mn1/3)(Co5/6Mn1/6)2O4空心球是由一個碳球通過吸附，后進行煅燒形成的，通過改變Co/Mn的吸附比例，調(diào)節(jié)氧化物結(jié)晶溫度，能夠調(diào)整多殼層空心球形貌。一維結(jié)構(gòu)中，多壁Sn/SnO2@C空心納米線的Sn熔點低，通過SEM、TEM及Mapping對在慢燒、快燒以及快燒和猝火中的多壁Sn/SnO2@C空心納米線進行表征，向同學們展示了該材料的結(jié)構(gòu)特征。二維結(jié)構(gòu)中，展示了Fe3O4/FeS/C納米片的構(gòu)筑以及Ti4O7/TiN多孔2D圓盤結(jié)構(gòu)S載體。三維結(jié)構(gòu)中，就三維多孔Na3V2(PO4)3正極材料的SEM、TEM及Mapping表征，對多級結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)良性能做出了相關解釋。

? ? ? ? 在提問環(huán)節(jié)中，陳鈺課題組的成員爭先恐后地舉手，紛紛提出問題。18應化白月提出了“該材料在實際電池應用中是否易于從其他材料中分離出來，從而達到回收利用的目的”的問題，并且就所查文獻，提出了“可以向這種材料中摻入磁鐵（Fe3O4），利用磁性可使該多級結(jié)構(gòu)材料與其他電池材料更好地分離”的建議。副教授表示多級結(jié)構(gòu)材料與電池材料的分離在目前仍在探索當中，該材料在電池應用中加入磁鐵礦的想法亦是有可行性的，或許在未來便可實施。18應化段耀廷結(jié)合自身經(jīng)歷，就日常鋰電池的膨脹提出該膨脹是否為PPT中提到的電極材料膨脹的疑問，副教授回答，PPT所討論的材料膨脹是納米級的膨脹，是一個微觀表現(xiàn)，是離子進入納米材料中，在反應過程中發(fā)生了膨脹，而日常看到的電池膨脹，大概率是電池損壞。20化學賁梓欣就納米材料的良好儲能性，詢問“該材料是否能用于吸收光能和熱能的涂料作為農(nóng)業(yè)大棚的涂料”，副教授答復這與智慧農(nóng)業(yè)的想法不謀而合，他和團隊也曾設想將大棚薄膜建成二維的循環(huán)電池，當太陽光照射在薄膜上吸收光能和熱能，太陽能電池產(chǎn)生能量，晚上電池為大棚里的植物繼續(xù)供能，形成一個小型循環(huán)系統(tǒng)，但該應用在目前仍停留在美好設想階段。20材化張藝軒就多壁Sn/SnO2@C空心納米線提出“該材料的最大承受層數(shù)為幾層才能使得材料不會受膨脹而破壞”的問題，副教授坦言團隊也有研究過該問題，最合適層數(shù)與Na/Li進入材料后材料的體積膨脹有關，以Si為例，Si可以達到400％的體積，若Si為兩層（除去最外層外，再加一層），那么很有可能破碎掉。19材化李宇婷提出疑問“多級結(jié)構(gòu)材料比表面積大，它做成電池，能量密度是否會變大”，副教授回答能量密度與其比表面積無決定性關系，能量密度與材料性質(zhì)有關，一般來說塊體材料的能力密度會更高，而該材料是空心多孔的，存在內(nèi)部空間浪費的情況，所以用它做電池，能力密度反而會減小。18應化劉聰就“檸檬酸與錳酸根離子螯合，加入三價鐵離子后與三價鐵離子螯合，抑制水解”發(fā)出疑惑“是否能夠把檸檬酸換成其他能與錳酸根離子螯合的酸”，副教授給出答復其他的酸在理論上應該也是具有可行性的，但檸檬酸的普適性更強。

? ? ? ?熱烈的學術研討結(jié)束后，18應化白月與副教授合影留念并介紹了自己目前為止的研究成果。

? ? ? ?隨后，陳鈺老師邀請趙孝先副教授到408實驗室參觀，趙孝先副教授夸獎同學們平時將實驗室打掃的得井井有條、整潔干凈，并語重心長地叮囑同學們在實驗中也需時刻保持著嚴謹認真，一絲不茍的態(tài)度。同學們將副教授的忠言都一一銘刻于心。

? ? ? ?回望今日時光，副教授的幽默風趣仍映在同學們的腦海中，副教授的良言警句仍回蕩在同學們的耳畔，相信經(jīng)過今天的深入交流學習與探討，同學們受益匪淺，并且會腳踏實地，一步一個腳印，堅定邁向科研的光明之道上。