［本站讯］近期，化学与化工学院徐立强教授课题组在功能纳米材料精准制备及其储能应用领域取得系列进展，相关成果先后发表在国际期刊Advanced Materials（2023, e2310143），Angew. Chem. Int. Ed. （2023, 62, e202216950），AdvancedEnergyMaterials（2023, 2300590）和Advanced Energy Materials（2023, 13, 2302901）上；撰写的综述论文发表在国际期刊Progress in Materials Science（2023，132，101044；IF:37.4;一区）和Green Energy and Resources（2023，1， 100033；山东大学主办的国际期刊）上。
随着锂离子二次电池的迅速发展，革新了人们的交流和交通方式，促进了手机、笔记本电脑、摄像机等新型可移动设备的发展。然而其实际能量密度已经接近理论容量极限值且锂资源严重匮乏，导致新型能源体系的研究势在必行。钠/钾离子电池、锂硫电池等为代表的新型二次电池已经为储能领域开启了新篇章。然而，上述电池体系固有的缺陷导致其难以进一步应用，针对以上问题，徐立强教授课题组开发了过渡金属氮化物、硼化物等系列新型功能纳米材料的合成策略，实现了电极微纳结构的构建、改善了电极多电子反应动力学，为电极材料的设计与优化提供了新思路。
图1. Co/MoN抑制多硫化物穿梭和调控Li离子传输示意图，以及Co与MoN不同功能微区协同作用的描述图
该课题组利用水热和氨化煅烧的方法合成了Co/MoN复合材料，实现了锂硫二次电池的高放电比容量和长循环稳定性。通过对电催化剂Co/MoN微观结构的表征，揭示了其构效关系；利用原位拉曼光谱测试探究了其充放电过程中不同多硫化物的转换行为，证实了Co/MoN的存在显著提升了硫氧化还原反应动力学；进一步通过理论计算证实了Co对MoN电荷密度的调节、以及MoN提升的吸附性能和Co优异的催化性能。该工作发表在国际知名期刊Advanced Materials（IF: 29.4; 一区）上, 山东大学为第一完成单位，硕士生孔月月为第一作者，徐立强教授为唯一通讯作者。
图2.球形HfB2增强硫物种反应动力学中的作用示意图以及合成示意图
该课题组通过以Hf-MOF为前驱体，制备了由纳米颗粒组装的HfB2多级结构，并通过研究发现5d金属Hf可以诱导增强B原子的p轨道活性，从而增强硫的反应动力学、提高锂硫二次电池的电化学性能。此外，由多级结构HfB2保护的锂负极具有更长的Li-Li对称电池寿命，所得的锂硫二次电池在贫电解液（E/S=4μL mg-1）和高硫载量（12.8 mg cm-2）的条件下可以获得15.5 mAh cm-2的高面容量。相关工作发表在Advanced Energy Materials, 2023, 2300590（IF: 27.8;一区）上；山东大学为第一完成单位，王斌博士（2023年入选山东省博士后创新人才支持计划）为第一作者，徐立强教授为唯一通讯作者。
该课题组还提出一种全新的"预分隔金属簇"策略，通过热解第二有机层分隔的磷源@{CoII2}配位簇前驱体，构建了一种高分散镶嵌CoN4位点和Co2P纳米簇作为双活性中心的N,S双掺杂蜂窝状碳基体(Co2P/CoN4@NSC-500)用于高效的ORR催化剂和超长可充电锌-空气电池。相关工作发表在Angewandte Chemie International Edition2023, 62(11): e202216950（IF: 16.6;一区）上，徐立强教授为共同通讯作者。
上述研究得到国家自然科学基金、山东省重大基础研究计划、山东大学杰出中青年学者基金等项目的资助和支持；山东大学结构成分与物性测量平台为材料结构解析提供了重要支持。
原文链接：
1.Co/Mon Invigorated Bilateral Kinetics Modulation for Advanced Lithium–Sulfur Batteries
2.Hafnium Diboride Spherical Superstructure Born of 5d-Metal Hf-MOF-Induced p Orbital Activity of B Atom and Enhanced Kinetics of Sulfur Cathode Reaction
3.SnSe2/NiSe2@N-Doped Carbon Yolk-Shell Heterostructure Construction and Selenium Vacancies Engineering for Ultrastable Sodium-Ion Storage
4.A “Pre-Division Metal Clusters” Strategy to Mediate Efficient Dual-Active Sites ORR Catalyst for Ultralong Rechargeable Zn-Air Battery
5.When nitrogen reduction meets single-atom catalysts
6.Recent progress on advanced high energy electrode materials for sodium ion batteries
