應(yīng)金屬所邀請,2016年度李薰講座獎(jiǎng)獲得者、法國University of Paul Sabatier,Patrice SIMON教授于1025日至27日訪問金屬所并開展合作交流。 

  來訪期間,Patrice SIMON教授為金屬所科研人員和研究生作了題目為“Recent advances in Double Layer Capacitors”的李薰獎(jiǎng)報(bào)告。報(bào)告前,張健副所長代表金屬所為Patrice SIMON教授頒發(fā)了李薰講座獎(jiǎng)獎(jiǎng)牌。頒獎(jiǎng)儀式和報(bào)告由成會(huì)明院士主持。在報(bào)告中,SIMON教授主要報(bào)告了電化學(xué)電容研究的最新進(jìn)展,從去溶劑化過程分析到電化學(xué)石英微天平和原位NMR研究碳材料孔中的電化學(xué)行為基礎(chǔ),并進(jìn)一步展示了如何組裝高能量密度電容器及其微型電容器。報(bào)告得到了金屬所科研人員和研究生的熱烈歡迎,聽眾紛紛踴躍提問,就感興趣的問題與Patrice SIMON教授進(jìn)行討論。來訪期間,Patrice SIMON教授與金屬所科研人員和研究生進(jìn)行了深入交流。 

  Patrice Simon教授的研究方向是納米材料及其在電化學(xué)電容器、鋰離子電池中的應(yīng)用。Simon教授對電化學(xué)過程的固液界面及其與材料結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的研究,特別是孔結(jié)構(gòu)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列超級(jí)電容器用材料及電解液。其代表性工作包括:與美國Yury Gogotsi教授合作,制備出可調(diào)孔結(jié)構(gòu)且孔徑單一分布的納米孔碳材料(孔徑從1納米到10納米),并且觀察到小于1nm的孔容量得到了極大的提高(Science 2006, 引用超過1,200),該研究對于電雙層的認(rèn)識(shí)及容量提高提出了一個(gè)全新的研究方向,是電化學(xué)基礎(chǔ)理論的一個(gè)新認(rèn)知;發(fā)現(xiàn)當(dāng)電解液中溶質(zhì)離子的半徑接近于碳材料的孔徑時(shí),容量達(dá)到最大(JACS 2008, Nature Materials 2008)。該研究揭示了納米孔道內(nèi)的電荷儲(chǔ)存機(jī)理,并且發(fā)展了限域孔中的離子動(dòng)力學(xué)過程。隨后通過分子動(dòng)力學(xué)模擬,預(yù)測并找到了可在孔內(nèi)部中具有限域效應(yīng)的離子液體電解液,進(jìn)一步證明了去溶劑化效應(yīng),并通過添加溶劑乙腈可使離子進(jìn)入更小孔道,來獲得更高的容量(Nature Materials 2012Nature Communications 2013);將電化學(xué)石英天平與原位NMR結(jié)合,首次觀察到了離子在納米孔碳材料中的離子輸運(yùn)過程(Nature Materials 2015)。這些結(jié)果從分子水平認(rèn)識(shí)了超級(jí)電容器的電荷儲(chǔ)存機(jī)理及孔徑與離子直徑之間的關(guān)系;發(fā)展了可快速、可逆表面氧化還原反應(yīng)的贗電容材料,如快速鋰插層機(jī)制的納米晶Nb2O5 (Nature Materials 2013),可有效提高超級(jí)電容的能量密度;類似于多孔碳的二維Mxene材料,具有極高的體積容量。

  Simon教授已經(jīng)發(fā)表了130余論文,其中包括7Science、5Nature Materials、1Nature Nanotechnology、1Nature Communications、1Angewandte Chemie Int. Ed.5J. American Chemical Society論文,獲得11項(xiàng)專利,完成8本專著的章節(jié),其H因子49,總引用達(dá)到19000余次,特別是2008年發(fā)表在Nature Materials的綜述論文,成為超級(jí)電容器領(lǐng)域的標(biāo)志性論文,引用超過5000次。Simon教授也先后獲得法國科學(xué)院銀獎(jiǎng)、國際電化學(xué)學(xué)會(huì)FellowRUSNANO PRIZE等獎(jiǎng)勵(lì)。

張健副所長為Patrice SIMON教授頒發(fā)李薰講座獎(jiǎng)獎(jiǎng)牌

Patrice SIMON教授作報(bào)告

成會(huì)明院士主持頒獎(jiǎng)儀式和報(bào)告會(huì)

 

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