近日,國際期刊《Chem》在線刊發了我校6774澳门永利王成亮教授關于導電聚合物在儲能領域應用的最新進展。導電聚合物因其高導電性在衆多領域引起了廣泛的關注,也是被嘗試應用于儲能電池最早的有機高分子材料之一。但其面臨着性能低、儲能機制不清楚的問題,6774澳门永利王成亮團隊在前期有機高分子電化學儲能材料研究的基礎上,近期利用同分異構體、低聚體等揭示了導電聚合物的儲能機制,并開發了提高導電聚合物儲能性能的新方法。
通過構築高分子異構體,揭示了鄰位官能團對于離子的螯合作用,并利用鄰位官能團實現了儲能容量的大幅提升,相關工作以“Constructing Structural Isomers to Reveal and Enhance Lithium Storage in a Conducting Polymer”為題發表在《先進能源材料》期刊上(Adv. Energy Mater. 2024, 13, 2304210)。戴慧超、陳遠、高彥博和龔磊為論文共同第一作者,王成亮教授為通訊作者。基于相關系列成果(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207221;Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202116289;Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2303678;Chem. Eng. J. 2023, 460, 141703;Energy Environ. Sci. 2024, 17, 6360等),團隊受邀在《材料研究述評》上以“Constructing Chelation for Boosting Storage of Large-Sized or Multivalent Ions”為題發表評述文章,揭示了構築螯合作用對于促進離子存儲的重要性(Acc. Mater. Res. 2024, 5, 560)。冠林南、鄒進成為論文共同第一作者。王成亮教授為通訊作者。

通過構築低聚體可以更容易地揭示儲能機制,團隊發現了質子存儲的副産物對于電荷存儲的重要作用。并進而提出了一種通過添加人工副産物将導電聚合物及其低聚物的存儲機制從較差的陰離子存儲轉變為可逆質子存儲的方法,大幅提高了導電聚合物的容量、倍率和循環性能。相關成果以“The role of by-products in proton storage”為題發表在Cell出版社《化學》期刊上(Chem 2024, DOI: 10.1016/j.chempr.2024.07.039)。論文通訊作者是王成亮教授,共同第一作者是陳遠、張國群和鄒梅。該系列工作得到了國家自然科學基金和湖北省創新群體等項目的支持。


圖 添加人工副産物提高導電聚合物儲能性能的新方法