我院谢海波教授团队在国际顶刊(Energy & Environmental Science,IF=32.5)发表封面!
中国年消费数百万吨小龙虾,其壳占重30%以上,富含甲壳素(几丁质)资源。通过优化酸/碱或超声辅助工艺提取甲壳素及脱乙酰制备壳聚糖。甲壳素/壳聚糖作为天然阳离子多糖,具有生物相容性、抑菌性及吸附功能等功能。而传统上,大部分被作为废弃物丢弃,因此,减少甲壳废弃物污染,降低填埋成本,变废为宝,提升产业链附加值,促进水产加工与生物材料产业融合,助力"双碳"目标下循环经济发展。
水系锌离子电池 (AZIB) 是一种极具吸引力的储能选择,具有成本效益、整体安全性和环境友好性。然而,AZIB的可逆性和寿命受到本体电解质内和电极/电解质界面处发生的不受控制的锌化学反应的限制。徐永珍、陈奎同学,利用从虾壳中提取的壳聚糖 (CS) 的多氨基特殊结构特征,首次制备了一系列坚固的基于CS的聚(质子离子液体) (CPPIL) 和聚(非质子/质子离子液体) (CPAPIL),以通过协同阴离子和阳离子来调节锌化学反应。甜菜碱盐酸盐衍生的CPAPILs添加剂 (CPAPILs-B) 表现出更好的重组Zn2+溶剂化结构和增强通过羧酸根和氯根阴离子的离子传输的能力,而CPAPILs-B中的质子化胺和季铵阳离子有效地锚定在Zn负极上,提供充足的亲锌位点和均匀的电场。因此,具有多阴离子-阳离子相互作用的CPAPILs-B赋予Zn//Zn对称电池在1 mA cm-2/0.5 mAh cm-2下的长期循环耐久性为5925小时,在10 mA cm-2/1 mAh cm-2下具有超过7550 mAh cm-2的超高累积电镀容量 (CPC)。相关研究内容以题为Zinc Chemistry Regulated by Chitosan-Based Poly(aprotic/protic ionic liquid)s with Multi-Anion-Cation Interactions for Highly Reversible Zn-Ion Batteries,以内封面论文的形式发表在材料科学国际顶级期刊Energy & Environmental Science(EES,《能源与环境科学》)上发表。EES是能源与环境领域的顶尖学术期刊,2023年影响因子为32.5。学院2022级硕士研究生徐永珍、2021级博士研究生陈奎为共同第一作者 (导师:谢海波教授),谢海波教授,黄俊特聘教授为共同通讯作者。
图 1. ZSO和CPILs优化电解质的物理化学特性。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D4EE05442C
图文:谢海波/黄彩娟/徐永珍
一审:黄彩娟
二审:赵飞
三审:刘剑