中国教育在线浙江站讯 （记者 陈显婷 通讯员 先锋 吕赛）近日，有关能源存储器件的论文在PNAS（美国科学院院刊）上在线发表，这是宁波工程学院微纳材料与器件团队在一年内连续三次在PNAS上报告研究进展。该研究积极响应我国“双碳”战略目标，聚焦储能技术，力图解决储能器件的循环稳定性等关键核心问题。

　　针对碳基超级电容器难以兼顾能量密度和循环寿命的难题，该团队报道了一种具有三维纳米纤维网络结构的分级多孔碳气凝胶构筑策略，实现了其缺陷和微/介孔分布的有效调控，所组装的超级电容器在功率密度为每千克0.60千瓦、能量密度为14.83瓦时，循环充放电6.5万次后电容保留率为100%，实现了兼具高能量密度和长循环充放电寿命的超级电容器研发。研究成果以“High energy density and extremely stable supercapacitors based on carbon aerogels with 100% capacitance retention up to 65,000 cycles”为题发表在PNAS上(2021, DOI: 10.1073/pnas.2110912118)。

　　针对钾离子电池循环稳定性差的普遍难题，该团队研发了基于羧基官能团为氧化还原中心的新型储钾机理。所构建的钾离子电池在高温下展现出优异的循环稳定性，在大电流密度500 mA g-1下循环390次，比容量保持率81.5%，为国内外已有报道的最优值。研究成果以“Robust High-temperature Potassium-Ion Batteries Enabled by Carboxyl Functional Group Energy Storage”为题发表在PNAS上(2021, DOI: 10.1073/pnas.2110912118)。

　　在前述研究的基础上，为进一步提高钾离子电池的倍率特性，该团队通过对碳材料的结构设计与掺杂优化，实现了兼具高循环稳定性和优异倍率特性的钾离子电池研发。所组装的钾离子半电池在100 mA g-1下表现出428 mA h g-1的高倍率特性，以及在2000 mA g-1下循环2000圈后具有330 mA h g-1的高可逆比容量；所构建的全电池在500 mA g-1下循环750次后具有98%比容量保持率，优于已有报道的大部分碳材料。研究成果以“High-Performance K-ion Half/Full Batteries with Superb Rate Capability and Cycle Stability”为题发表在PNAS上 (2022, DOI: 10.1073/pnas.2122252119)。

　　微纳材料与器件研究院是宁波工程学院推进产教科教双融合和人事制度改革的尝试，并着力解决科技成果转化最后一公里的问题。该团队现有核心师资18名，平均年龄36岁，是宁波工程学院长期重点培养的团队之一，平均年龄36岁，是一支正值青春充满闯劲的团队。团队带头人杨为佑自2006年从清华大学博士毕业后来校工作，从零开始筹建团队和科研平台，在学校自主培养下已当选为乌克兰工程院外籍院士、英国皇家化学会会士。据杨为佑博士介绍，现研究院应用与基础研究并举，重点布局第三代半导体材料SiC和金刚石新材料、先进储能器件等国家急需的关键技术领域，特别是要把突破卡脖子技术及其产业化作为未来主攻方向，立志蹚出一条科研服务国家战略及地方需求的新路，为产业升级和进步贡献宁工力量。

　　（责任编辑 余新花 赵洪河）