我校最新研究成果登上国际顶级期刊封面
近日，西安科技大学材料学院副教授刘欢团队在国际工程技术-材料科学领域的顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为《Polyhydroxylated Organic Molecular Additives for Durable Aqueous Zinc Battery》的研究论文。
该论文深入揭示了多羟基有机分子作为水系电解液添加剂时对锌金属负极的电化学性能提升机制，鉴于该工作的突破性与重要意义，该论文被选定为期刊的封面论文。刘欢为论文第一作者，西安科技大学为论文的第一完成及通讯单位。
水系锌离子电池因具有成本低廉和本征安全性高的优势，是一种新兴的高安全、低成本电化学储能技术，并被认为在大规模电化学储能系统中具有较好的应用潜力。然而，水系锌离子电池在实际应用中受到锌金属负极在水系电解液中可逆性差的制约，存在循环寿命短、易产气等突出问题。在水系电解液中，锌负极的可逆性差主要是由于不可控的锌枝晶形成和析氢副反应所致，该问题将会引发电池膨胀和短路故障等，从而影响电池的正常使用。
基于该难题，刘欢所在课题组提出使用多羟基有机分子（海藻糖分子）作为传统硫酸锌电解液中的添加剂，利用海藻糖分子中丰富的多羟基极性基团和高电子密度以调节水系电解液中锌离子的溶剂化结构，从而有效抑制析氢副反应和锌枝晶的形成，为解决水系锌离子电池所面临的挑战性难题提出了有效的解决方法。该研究工作利用理论计算与原位电化学表征技术深入阐明了海藻糖添加剂在水系电解液中对锌金属负极性能的提升机制，为水系锌离子电池电解液的设计与应用提出了新见解。
▲海藻糖添加剂在水系电解液中影响锌金属沉积形态形貌表征
该项工作主要由我校材料学院先进储能材料课题组完成，主要实验工作由课题组2022级硕士研究生辛紫君完成。该项研究还得到了国家自然科学基金面上项目和西安科技大学优秀青年基金项目的资助支持。
先进储能材料课题组主要由刘欢副教授、曹斌副教授及10余名硕士研究生共同组成。课题组集中力量推进科技创新，坚持“四个面向”，致力于研究电化学储能领域里的前沿基础科学问题与新型储能材料。近3年主持（或完成）国家自然科学基金面上项目1项、国家自然科学基金青年项目2项、陕西省自然科学基础研究计划青年项目1项、陕西省教育厅专项科研计划项目1项及校企横向研发课题2项，累计在国际著名学术刊物（影响因子>15）《Advanced Functional Materials》《Energy Storage Materials》《ACS Nano》《Nano-Micro Letters》等期刊上发表科研论文4篇。
课题组教师多次参与学科领域内重要的相关学术会议并做口头报告交流。刘欢在第四届国际二维过渡金属碳化物学术会议（2021）、第十九届海峡两岸碳材料学术研讨会（2022）上做题目为《MXene-based cathodes for aqueous zinc ion batteries》的口头报告。曹斌在第十九届海峡两岸碳材料学术研讨会（2022）、先进材料及量子科学研讨会（2023）、第四届全国功能高分子材料学术研讨会（2023）、中国化学快报能源化学前沿论坛（2023）、第六届中国（国际）能源材料化学研讨会（2023）、第十六届全国新型炭材料学术研讨会（2023）做口头报告交流。
据了解，该团队的两名老师还是夫妻档。两人于2008年至2012年期间在西安科技大学取得学士学位，2012年至2017年间在北京化工大学获得博士学位。
论文链接
https://doi.org/10.1002/adfm.202309840
发表期刊
《Advanced Functional Materials》，2023IF=19，JCR一区（16/344，MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY in SCIE edition）/中科院一区TOP期刊，Nature Index（自然指数）索引顶级期刊。
刘欢：副教授、硕士生导师，博士。专注于先进化学电源与能源材料的研究，研究领域包括先进二次电池（水系锌离子电池、锂/钠/钾离子电池）、电化学储能多孔/纳米炭材料以及新型二维MXene材料及其复合材料。主持多项科研项目，包括国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、陕西省科技计划青年项目、陕西省教育厅专项科研计划项目、中国博士后科学基金面上资助、西安科技大学高层次引进人才启动项目以及校企横向项目等。发表SCI论文40余篇，SCI总引用3000次以上，2篇论文入选ESI高被引论文。
曹斌：副教授，硕士生导师，博士。主要从事炭基电化学储能材料制备与储能机理的研究工作，作为项目负责人承担了国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目（站中）和面上资助项目等，为中国卓越期刊、SCI收录期刊《Chinese Chemical Letters》的青年编委。目前以中西部高等学校青年骨干教师国内访问学者身份在清华大学开展访学研究，在国内外著名刊物上发表研究论文30余篇。
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