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我校胡素娟教授团队在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》发表硅-空气电池研究重要成果

来源:科学技术处 作者: 发布时间:2025年10月15日 09:02:13

近日,我校胡素娟教授团队以昆明学院为唯一署名单位,在材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区TOP期刊,IF=19.0)发表题为“Establishing a Unified Light-Driven Dual-Electrode Strategy to Synchronize Interfacial Kinetics for Quasi-Solid-State Silicon-Air Batteries” 的研究论文。材料与化工专业的研究生何胜林和张子璇为共同第一作者,胡素娟教授为唯一通讯作者。

硅-空气电池因理论能量密度高(8470 Wh kg-1)、原料硅储量丰富等优势,被视为下一代便携式能源领域的重要技术。但阳极硅氧化反应缓慢、阴极氧还原反应(ORR)复杂,导致电池实际输出远低于理论值并严重制约其应用。胡素娟教授团队创新提出 “光驱动双电极协同策略”:利用 n 型硅阳极光生空穴降低反应能垒,抑制氧化层钝化;通过聚三噻吩(pTTh)阴极光生电子重构表面电子态,加速氧气活化与中间产物转化。密度泛函理论(DFT)计算与多维表征证实,光照下电极动力学匹配系数从0.69提升至0.90,准固态缆式硅-空气电池放电电压提升50.6%,功率密度增幅超225%,且在宽温(-10—60℃)与柔性弯折条件下保持稳定输出。

该研究不仅突破传统单电极光调控局限,更建立了双电极系统界面反应同步优化的普适范式,为柔性电子、极端环境供电等领域提供关键技术支撑。成果得到国家自然科学基金面上项目和地区项目、兴滇英才支持计划、昆明学院科研特色团队等支持,体现学校在物理学博士点建设的新能源交叉研究领域取得了新的进展。