吴忠帅

本文，中科院大连物化所吴忠帅研究员团队与傅强研究员团队合作在《ACS Energy Letters》期刊发表论文，研究在高浓度ZnCl2电解液中加入具有双极性氧化还原电对的ZnI2电解质，实现在石墨烯正负极同时引入赝电容，构筑出高容量、长循环水系石墨烯基微型超级电容器。

近日，中科院大连化物所吴忠帅研究员，Mao Ye，中科大余彦教授报道了为了制备稳定、高容量的Na金属负极，制备了一种孔径和厚度可定义的s-2D介孔聚多巴胺-石墨烯（MPG）异质结构。

基于前期的研究基础，该团队系统综述了石墨烯和孔石墨烯材料的化学和应用前景研究进展。首先，该综述详细介绍了石墨烯的表界面化学、组装化学和功能化学，重点总结了不同孔石墨烯材料（包括面内造孔材料，二维层状孔、三维组装孔材料）的构筑方法，揭示了不同孔结构的调控机制和表面化学修饰的重要性。其次，该综述深入讨论了不同石墨烯和孔石墨烯材料在超级电容器、二次电池、电催化、海水淡化、气体分离等重要应用中的构效关系，强调了多孔石墨烯材料具备石墨烯和多孔材料双重优势。最后，该综述简要讨论了石墨烯和孔石墨烯材料所面临的挑战，从仿生化学、组装化学、表界面化学等角度提出了可行性解决方案及未来的发展方向。该综述为理解石墨烯化学、石墨烯材料的可控制备与理性构建及其重要应用提供了一定的科学指导。

该一体化正极材料具有高的压实密度、优异导电性、良好的机械柔性，不仅实现了高的体积硫载量（1.64g/cm3），显著提高了锂硫电池的体积能量密度（1615Ah/L），而且有效地抑制了多硫化物穿梭的效应。在2C的大电流密度的条件下，电池能够稳定循环500圈，且容量几乎没有衰减，表现出优异的循环稳定性。这种硫单质载体和中间层一体化正极结构的设计策略为构建高体积能量密度、长循环寿命的锂硫电池提供了新的思路。

近年来，随着高度集成化、轻量便携化、可穿戴式、可植入式等新概念，特别是柔性化电子产品概念的不断提出，迫切需要开发与其高度兼容的具有高储能密度、柔性化、功能集成化的微型储能器件。

吴忠帅研究员介绍了不同纳米结构的石墨烯材料、二维及三维孔石墨烯的组装、复合及掺杂、及其在高容量、高倍率锂离子电池、超级电容器和燃料电池等方面应用，展望了石墨烯材料在能源研究领域中未来的发展趋势和面临的挑战。