济南大学教授徐锡金:为区域经济社会发展提供科学理论支撑
发布时间:2023-11-14 08:58 来源:济南大学作者:刘珂珂 陈敏 A+A-
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  为服务国家及山东省区域发展需求,济南大学物理科学与技术学院院长徐锡金教授开展了能量转换基础理论及储能应用研究,从电极材料的开发、反应机理研究再到电池体系的设计组装,他的研究越发深入。

  徐锡金的研究方向主要针对国家“四个面向”及山东省“新旧动能转换”的区域发展需求,尤其是十强产业中新能源、新材料领域。近五年来,他带领的团队在SCI及卓越期刊杂志发表论文100余篇,其中一区论文58篇、中国卓越期刊论文22篇,共被SCI引用11000次,H因子59,入选ESI高被引论文9篇。获得授权发明专利16件,实现专利技术转让1件。主持国家自然科学基金委区域联合基金、面上基金、济南市自主培养团队支持及省部级重点项目5项,横向项目2项。

  2023年初,徐锡金团队在储能领域取得重要研究进展,相关成果在中国卓越计划领军期刊Science Bulletin被作为兔年首期封面文章报道。该工作通过耦合无枝晶锌负极和可逆脱嵌钙离子的磷酸钒钠正极实现了先进钙锌混合离子电池,合成了一种由无定形活性碳和还原氧化石墨烯包覆的NASICON型正极材料(NVP@AC@rGO),用于钙离子的可逆脱嵌,并组装了一种与锌金属负极和水系混合电解质耦合的Ca/Zn离子混合电池。该混合电池提供了超高的比容量,具有出色的倍率性能以及循环稳定性,这种巧妙的组合平衡了单一多价离子电池的优缺点,为设计高性能的水性多价离子电池提供了一种新的可行途径。

  徐锡金团队的研究成果在Nature Communication、Angewandte Chemie、ACS Nano、Science Bulletin等知名SCI及卓越期刊杂志发表,9篇文章被选为高被引论文,被Advanced Energy Materials、Science Bulletin、SmartMat等杂志选为封面文章。《国家科学评论》(National Science Review,NSR)对其工作做了Highlight报道。

  徐锡金是“功能微纳材料与器件”研究团队的学科带头人,“新能源科学与工程”专业负责人。他带领学院获批物理学一级学科博士点。

  徐锡金团队在电极材料方面,开展了超级电容、锌离子电池及水系电池等能量转换及存储方面的研究基础。团队从对电极材料微纳结构设计、合成方法学、合成机理、可控制备及构效关系等方面切入,通过尺寸/形貌/结构控制、表面包覆及不同元素掺杂等途径,有效缓解充放电过程中体积变化造成的结构坍塌、新表面的形成及结构粉化等现象,提供电化学电极实现长效高密度储能的解决方案,从而解决目前超级电容器功率/能量密度低、倍率性能、循环性能及电化学稳定性差等问题。他们还提出了分级结构过渡金属硫化物和氧化物制备的新方法,揭示了分级结构改善电极材料性能的作用机理,并发展了一种有效平衡正负电极电荷的方法,基于此构建了兼具高能量和功率密度的非对称性电容器,突破了能量密度低这一制约超级电容器发展的瓶颈。相关研究成果被知名期刊选为封面文章,同时被National Science Review作为Highlight报道。

  在电解液研究方面,团队主要攻克醚-水杂化电解液助力层状钒酸钠的优异镁离子存储的难题。他们利用四乙二醇二甲醚(TEGDME)与水(H2O)的杂化电解液可以同时解决与钒酸钠(NaV8O20·nH2O,NVO)材料有关的动力学和溶解问题,该文章发表在国际知名期刊ACS Nano上。

  在梯度浓度调控的锂离子电池研究方面,团队以层状、尖晶石及橄榄石结构材料为主开发了多种核壳及浓度梯度结构正极材料,提出了电化学惰性离子梯度掺杂改善锂离子电池高镍材料结构稳定性的新思路,将有助于推动高镍材料在高能量锂离子电池的广泛应用,相关研究成果发表在Small、ACS Appl. Mater. Interfaces等杂志上。

       在徐锡金看来,不论是科研工作,还是学院发展,都要首先确立目标,并遵循着这个目标坚持做下去。要有想干事的初衷、能干事的毅力、干成事的决心。他带领的团队在做好科研的同时,还积极进行人才培养工作。学生在挑战杯、创新大赛中获奖,并获国家奖学金、省级优秀论文、宋健奖学金等多项荣誉。他们还积极走出去,与日照、枣庄、菏泽的企业展开合作,助力企业升级改造、技术研发转让,与企业签署横向项目,帮助企业提质增效。团队在科研、教学、人才培养、社会服务等方面不断贡献力量。

  (来源:济南大学)

作者:刘珂珂 陈敏

编辑:袁琳

审核:周玉森

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