西北工业大学张秋禹教授在ACS Nano发表” Robust Interfacial Effect in Multi-interface Environment through Hybrid Reconstruction Chemistry for Enhanced Energy Storage”研究论文。该研究通过耦合电化学(氧化)重构和电化学聚合,发展了一种过渡金属(氢)氧化物(TM-OH)的普适性杂化重构新技术。这项技术通过诱导拓扑结构调控与界面改性,成功构筑了一系列新型有机-无机复合功能材料。

研究团队以Mn(OH)2前体为例,通过杂化重构化学诱导其转化为低结晶富活性位MnO2结构,并与导电聚吡咯(PPy)原位耦合,形成了丰富的有机-无机杂化界面。这种强界面作用使得MnO2呈现出类半金属的传荷速率,并显著增强了其离子扩散/吸附动力学。构建的结构(E-MO/PPy)在水系1.2 V的宽电压窗口下稳定工作,在100 A g-1的电流密度下比容量可达296 F g-1。
该研究提出的杂化重构理念,通过协同诱导界面与微环境调控,显著加快了储能材料的传质传荷效率,满足了高效储能需求。该研究不仅为电化学储能材料的发展提供了新的思路和方法,而且对于推动智能与可再生能源系统的技术进步具有重要意义。通过优化杂化重构化学与前体拓扑结构,有望进一步提升整体的反应活性和稳定性,为实现高效、环境友好的能源存储技术提供了坚实的科学基础。

张秋禹,国家级领军人才,中国化工学会会士,西北工业大学教授,博士生导师,现任西北工业大学化学与化工学院院长,特种功能与智能高分子材料工业和信息化部重点实验室主任,西安市功能有机多孔材料重点实验室主任,中国材料研究学会高分子材料与工程分会委员,陕西省化学会理事,陕西省环境学会理事,中国颗粒学会理事等,并任《高分子材料》、《化学工程》、《粘接》等期刊编委。张秋禹教授曾获全国巾帼建功标兵、教育部新世纪优秀人才奖励计划、陕西省最美女科技工作者、陕西省青年科技奖、教育部霍英东青年教师奖等奖励。主要研究方向是应用聚合物表界面化学、微纳米复合颗粒材料的结构调控与性能、有机无机杂化高分子功能性复合材料研究、功能与智能高分子材料的设计与合成以及生物活性医用材料的构筑与应用,获得7项省部级以上科技成果奖,其中,以第一完成人获得国家三大奖1项,获得省部级一等奖1项,二等奖2项。获授权发明专利70件,部分专利转化实施,分离材料的年产值超过10亿;发表SCI论文400余篇,他引17190次,出版专著1部。