题 目：固态离子材料在能源储存与转化中的应用
报 告 人：刘语 副研究员
报告时间：2022年12月2日 10：30-12：30
报告地点：线上腾讯会议350-484-126
报告人简介：
刘语，男，汉族，中国科学院工程热物理研究所副研究员，中国科学院海外高层次人才计划获得者，2018年在澳大利亚科廷大学（Curtin University）获得博士学位。2018年-2019年获得英国Rutherford基金支持，获得Rutherford学者并赴英国从事博士后（Research Fellow）研究工作。2019年至今于澳大利亚科廷大学从事博士后（Research Fellow）研究工作。两次获得教育部颁发的“研究生国家奖学金”，2017年获得了“国家优秀自费留学生奖学金”。
主要的研究方向为能量储存以及能量转化方向，具体包括固体氧化物燃料电池，锂离子电池，超级电容器和电化学催化等。长期围绕固态离子材料进行能源存储和能量转化领域的新材料的设计研发及其应用研究工作，并取得了一系列具有国际水平的研究成果。创造性的提出了“自呼吸”技术用于提高高温质子导体电解质材料的离子电导率，使其性能在相同温度下提高了大约三倍，同时也显著提高了电池的烧结性能。提出了全新的钙钛矿型超级电容器电极的设计思路，获得了高性能和高稳定性的电极材料。这些新型材料不仅使赝电容反应过程发生在材料表面，也使体相部分完全参与了储电过程，关于该工作的论文还被西澳大利亚华人科学家协会授予了“最佳文章奖”。提出了以模板发合成硫化物超级电容电极材料，合成方法简单，生产成本较低，并且这种合成方法可以制备多种有机框架化合物的衍生物。同时，这种衍生物材料优秀的电化学性能使其可以广泛地应用于锂离子电池，电化学催化，磁性器件和传感器，因此它具有较高的商业化潜力。以上成果还获得了2018年澳大利亚化工协会（西澳）优秀研究奖。关于氧离子插入型超级电容器的研发工作处于国际领先水平，并多次受到了同行专家的积极正面评价。
近些年来，主持并参与了多项澳大利亚同步辐射中心项目，参与了多项澳大利亚ARC-DP和ARC-Linkage项目，并取得了多项创新型成果。至今，已在国际期刊上发表了30多篇SCI文章，其中第一作者16篇，包括：Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Energy Storage Mater., J. Mater. Chem. A, Chemical Engineering Journal, ACS Appl. Mater. Interfaces等高档次期刊，其中影响因子IF>10的论文7篇，1篇入选ESI“高被引论文”。并且受邀为RSC（英国皇家化学会）撰写专业书籍的一章，引用超过1600次，H指数24。担任Energy& Fuel, Journal of Power Source, Scientific Reports, Journal of Colloid and Interface Science等多个学术期刊的审稿人。兼任澳大利亚联合化学工程委员会（JCEC）会员，澳大利亚氢能协会（AAHE）会员，澳大利亚纳米技术网络协会（ANN）会员。
报告内容：
作为一种新型的电化学储能装置，超级电容器因其功率密度大和使用寿命长而被广泛应用在个人电子设备、电动汽车以及智能电网等领域。按照其储能机理，超级电容器可以分为双层电容器和赝电容器。离子嵌入型赝电容反应不仅可以发生在电极材料表面也可以发生在体相且不引发相变。钙钛矿氧化物具有丰富的氧空穴和优良的氧离子传导性，可以通过氧离子的嵌入-脱出过程实现赝电容储能。如何实现储能体系兼具高能量、高功率、高稳定性一直是材料科学和电化学领域的关键和难点课题之一。解决这一问题的核心必须要跳出传统的储能模式而从储能体系上创新，而储能体系与储能方式的变革则取决于电极材料和电解质材料的创新设计与构筑。另一方面，氢能对碳达峰、碳中和目标具有强大的支撑作用，可引导多元应用，推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和高耗能、高排放行业绿色发展，减少温室气体排放。在高温或室温下具有离子或混合离子电子导电能力的复合氧化物或化合物近年来受到了人们的广泛重视，其在许多工业过程与新能源技术等领域都有着潜在的应用前景。基于固态离子材料的固态氧化物燃料电池（SOFCs）是其中一类可以将氢气、合成气、天然气等不同形式的燃料通过电化学过程将化学能高效地转化成电能的新能源技术。
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先进储能材料与技术兵团重点实验室
