复旦大学赵婕Angew:钠硫电池新进展!(电池/柔性器件方向博士后招聘)
纳米人 纳米人 2024-06-06

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研究背景

室温钠硫电池以其低成本和高能量密度而著称,在包括电网和独立可再生能源系统在内的各种应用中,有望成为锂离子电池的理想替代品。室温钠硫电池通常采用玻璃纤维膜组装,面临着多硫化物溶解、硫转化动力学迟缓以及枝晶生长等问题。


文章简介

近日,复旦大学的赵婕教授、清华大学深圳国际研究生院的周光敏教授和三峡大学的贾彬彬教授合作,在国际知名期刊Angew. Chem.上发表题为“Amorphous FeSnOx Nanosheets with Hierarchical Vacancies for Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries”的研究文章。该文章设计了一种具有多级次空位的非晶二维FeSnOx材料用于室温钠硫电池的隔膜修饰,“一石三鸟”的解决了室温钠硫电池中存在的诸多问题。通过引入锡元素对材料中氧空位浓度进行了调控,揭示了氧空位为多硫化物吸附和催化位点,并阐明了多硫化物的转化机制。纳米尺寸的穿孔有助于规范钠离子的传输,从而实现钠离子的均匀沉积。此外,微量晶体MXene的添加与非晶FeSnOx形成了非晶/晶体界面,显著改善了隔膜机械性能并抑制了枝晶的生长。因此,该多功能修饰层有助于加速室温钠硫电池领域的理论研究及实际应用。          

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图1. 用于室温钠硫电池的非晶二维纳米片的机理示意图

              

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图2. 二维非晶纳米片的表征

          

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图3. 多功能隔膜的表征    


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图4. 采用不同隔膜的室温钠硫电池的电化学性能对比

          

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图5. 非晶FeSnOx纳米片对多硫吸附和催化能力的评估


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图6. 不同材料对多硫化物吸附和催化能力的理论计算


本文要点

要点一:非晶FeSnOx纳米片的氧空位催化多硫转化

非晶二维FeSnOx纳米片中丰富的氧空位对多硫化物具有高效的吸附和催化功能,并通过锡元素的引入精准调节氧空位缺陷浓度,阐明多硫化物转化机理和氧空位浓度间的关系。


要点二:非晶FeSnOx纳米片的介孔规范钠离子沉积

不同于以往的二维材料在隔膜表面形成致密的修饰层阻碍离子的迁移,非晶FeSnOx纳米片表面丰富的介孔促进了钠离子的传输,同时对其迁移行为具有规范作用,实现了钠离子在负极侧的均匀沉积。


要点三:非晶/晶体界面提升隔膜力学性能

非晶二维FeSnOx纳米片和微量的晶体MXene构筑了非晶/晶体界面,显著提高了隔膜的力学性能,能够有效地抑制钠枝晶的生长。

          

文章链接:

Amorphous FeSnOx Nanosheets with Hierarchical Vacancies for Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries

https://doi.org/10.1002/anie.202404816

文章的第一作者是复旦大学的硕士研究生孙武和博士后侯俊宇。

          

通讯作者简介

赵婕简介:复旦材料科学系,博士生导师,入选国家级海外青年高层次人才计划。2018年于美国斯坦福大学材料科学与工程系获得博士学位(导师崔屹,美国科学院院士),2018年至2020年在美国西北大学生物电子中心从事博士后研究(导师John A. Rogers,美国四院院士)。研究聚焦于高比能电池和柔性器件,并取得一系列原创性成果。以(共同)第一作者和(共同)通讯作者身份在Nat. Nanotechnol.,Nat. Commun.,J. Am. Chem. Soc.,Proc. Natl. Acad. Sci.,Adv. Mater.,Angew. Chem.等期刊发表论文多篇;以共同作者身份发表论文40余篇,包括 ScienceNat. Biomed. Eng.Nat. Nanotech.,Nat. Energy等顶级期刊,已授权2项美国专利,引用超过14000次。科研成果被科技日报、J. Am. Chem. Soc.等著名报纸杂志报道或评选为研究亮点,多次受邀撰写以自己工作为主题的综述,发表在Acc. Chem. Res.Trends Chem.上。受邀担任Frontiers in Electronics 副主编,Journal of Energy ChemistryEnergy Material Advances、SmartMat等杂志的青年编委,JouleNat. Commun.J. Am. Chem. Soc.等国际著名期刊审稿人。

          

博士后招聘

课题组已建立成熟的电化学与化学合成实验平台,可顺利开展新能源相关研究,依托复旦大学材料科学系以及聚合物分子工程国家重点实验室的公共平台可满足材料表征和器件制备要求,成熟稳定的生物医学合作团队保障生物电子器件相关科研的展开。


课题组经费充裕,已成功支持组内博士后申请并获批各级超级博士后项目、国家博士后科学基金特别资助和博士后面上项目。与国内外知名团队建立了紧密的联系,为优秀博士后和学生提供合作研究或继续深造的机会。出站后,全力支持优秀博士后申报复旦大学项目制研究人员、青年(副)研究员或其他高校教职。

          

招聘方向

1.电池和能源材料
2.柔性器件和微纳加工

3.纳米材料和复合材料的合成

          

待遇介绍    

1.按照申请人科研背景定制课题,支持以项目负责人身份申请各级科研基金,可合理地自主支配该经费。
2.提供稳定的生活支持,基本待遇28-30万元/年,并根据业绩给予额外的奖励和补贴;协助申请复旦大学超级博士后(30-35万元/年)、上海市超级博士后(35+万元/年)、国家博新计划(45+万元/年)等。复旦大学将为入选者提供两室一厅公寓及必要的生活条件;根据学校政策子女可在拥有优质教育资源的复旦附属幼儿园、附小就学;全职博士后进站可办理上海户籍,出站后如在上海工作,可办理家属随迁落户手续。
3.出站后,如有继续深造的需求,可为申请人推荐国内外顶尖高校或科研机构,包括但不限于美国斯坦福大学含SLAC、西北大学、耶鲁大学、韩国首尔大学、新加坡国立/南洋理工大学、香港科技/城市/理工大学等。
4.全力支持优秀博士后申报复旦大学项目制研究人员、青年(副)研究员或其他高校教职。

5.应聘方式有意应聘者请将详细简历和3篇代表作发至jiezhao@fudan.edu.cn,邮件名为姓名+毕业院校+科研方向,对符合要求的申请人会尽快回复并安排面试,招聘长期有效。  

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