近日,我校胡素娟教授團隊以昆明學(xué)院為唯一署名單位,在材料科學(xué)領(lǐng)域國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一區(qū)TOP期刊,IF=19.0)發(fā)表題為“Establishing a Unified Light-Driven Dual-Electrode Strategy to Synchronize Interfacial Kinetics for Quasi-Solid-State Silicon-Air Batteries” 的研究論文。材料與化工專業(yè)的研究生何勝林和張子璇為共同第一作者,胡素娟教授為唯一通訊作者。
硅-空氣電池因理論能量密度高(8470 Wh kg-1)、原料硅儲量豐富等優(yōu)勢,被視為下一代便攜式能源領(lǐng)域的重要技術(shù)。但陽極硅氧化反應(yīng)緩慢、陰極氧還原反應(yīng)(ORR)復(fù)雜,導(dǎo)致電池實際輸出遠低于理論值并嚴重制約其應(yīng)用。胡素娟教授團隊創(chuàng)新提出 “光驅(qū)動雙電極協(xié)同策略”:利用 n 型硅陽極光生空穴降低反應(yīng)能壘,抑制氧化層鈍化;通過聚三噻吩(pTTh)陰極光生電子重構(gòu)表面電子態(tài),加速氧氣活化與中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化。密度泛函理論(DFT)計算與多維表征證實,光照下電極動力學(xué)匹配系數(shù)從0.69提升至0.90,準(zhǔn)固態(tài)纜式硅-空氣電池放電電壓提升50.6%,功率密度增幅超225%,且在寬溫(-10—60℃)與柔性彎折條件下保持穩(wěn)定輸出。
該研究不僅突破傳統(tǒng)單電極光調(diào)控局限,更建立了雙電極系統(tǒng)界面反應(yīng)同步優(yōu)化的普適范式,為柔性電子、極端環(huán)境供電等領(lǐng)域提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。成果得到國家自然科學(xué)基金面上項目和地區(qū)項目、興滇英才支持計劃、昆明學(xué)院科研特色團隊等支持,體現(xiàn)學(xué)校在物理學(xué)博士點建設(shè)的新能源交叉研究領(lǐng)域取得了新的進展。

