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1、“新型能源材料的结构设计、可控合成及性能研究”推荐公示内容一、项目名称：新型能源材料的结构设计、可控合成及性能研究二、推荐等级：省自然科学奖一等奖三、项目简介：项目属新能源、新材料交叉科学技术领域。煤、石油等化石能源日益枯竭，人类社会正面临着越来越严重的能源危机，同时在使用化石能源的过程中，所产生的硫化物、氮氧化物以及碳氧化物等污染气体已经给环境带来了巨大的破坏。针对21世纪人类社会面临的严峻问题，开发新能源和可再生清洁能源具有深远的意义。本项目2009年立项以来，针对新能源产业和技术的重大需求，在锂离子电池、燃料电池等新能源材料方面不断研
2、究探索，取得了四方面创新性的研究成果，得到了国内外研究人员的积极评价和引用：（1）设计并制备出三维多孔LiFePO4/碳纳米管复合电极体系，克服了LiFePO4材料作为锂离子电池正极材料的瓶颈问题，有效提高其能量密度与高倍率性能，同时提出了多孔结构与复合体系中离子电子传输的模型。（2）设计合成出由纳米粒子组装成的新型多孔微球结构TiO2材料，显著改善其与电解液的界面特征从而提高材料的电化学性能，揭示了微球结构TiO2嵌锂的动力学过程；在此基础上进一步设计制备出TiO2纳米管－石墨烯复合体系，提出利用纳米管的特殊结构，及其与石墨烯的协同作用来
3、提高嵌锂性能，探明了纳米管复合电极中的锂离子嵌入机制。（3）设计制备了碳包覆多孔Li4Ti5O12复合负极材料，探索了不同温度下该复合材料体系的电化学嵌锂性质与衰减规律，提出了改善低温下循环性能的有效途径，为其在锂离子动力电池中的广泛应用奠定了一定的基础。（4）探索了燃料电池用新型电催化剂体系，提出对石墨烯等新型载体材料进行有效、可控的掺杂改性，改变载体－催化剂的相互作用，调控负载催化剂的物化、电子结构与催化性能，显著提高了负载型催化剂体系的电催化活性与稳定性。本项目代表性论文8篇，申请、授权发明专利6件。8篇代表性论文3得到了国内外同行的
4、广泛认同和引用，其中ESI高被引论文5篇，总被引用次数达到900余次，累计影响因子65.3，单篇引用最高达到270次。本项目在新型能源材料的设计、合成和应用研究领域取得了若干重要的发现和成果，具有重大的创新性和重要的学术价值，为新能源产业与技术的发展提供了重要的基础和借鉴。四、代表性论文专著目录：[1].Zhou,Y.,etal.,AporousLiFePO4andcarbonnanotubecomposite.ChemicalCommunications,2010.46(38):p.7151-7153.[2].Zhang,D.,etal.
5、,EffectofmillingmethodandtimeonthepropertiesandelectrochemicalperformanceofLiFePO4/Ccompositespreparedbyballmillingandthermaltreatment.ElectrochimicaActa,2010.55(8):p.2653-2661.[3].Wang,J.,etal.,FacileSynthesisofNanocrystallineTiO2MesoporousMicrospheresforLithium-IonBatter
6、ies.TheJournalofPhysicalChemistryC,2011.115(5):p.2529-2536.[4].Yuan,T.,etal.,Electrospinningbasedfabricationandperformanceimprovementoffilmelectrodesforlithium-ionbatteriescomposedofTiO2hollowfibers[dagger].JournalofMaterialsChemistry,2011.21(38):p.15041-15048.Yuan,T.,etal
7、.,.[5].Synthesisofpristineandcarbon-coatedLi4Ti5O12andtheirlow-temperatureelectrochemicalperformance.JournalofPowerSources,2010.195(15):p.4997-5004[6].Zhou,Y.,etal.,EnhancementofPtandPt-alloyfuelcellcatalystactivityanddurabilityvianitrogen-modifiedcarbonsupports.Energy&Env
8、ironmentalScience,2010.3(10):p.1437-1446.[7].Xu,X.,etal.,Facilesynthesisofboronandnitroge
