百纳米三维石墨烯网络的CVD合成及其在超快能源存储的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51402322
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The high development of portable electronics, electric tools and electric vehicles raises with the demand of better batteries with high energy density and high power density, which is mostly limited by the transport of electrons. Few effort has been made to improve it. Here, it is proposed to build 3D graphene nano-network to solve this problem. Without the increase of weight of inactive material in the electrode and the decrease of the volumetric energy density, by emmbedding active mateirals uniformly in the light-weight and highly conductive 3D graphene nano-network, the power density of Li-ion battery and the energy density of pseudo-supercapacitor can be significantly enhanced. By systematically investigating the factors related to the transport of Li ions and electrons one by one, the relationship between the structure and electrochemical performance can be mapped, which provides a novel route and full solution for reaching high energy and high power energy storage. In the meantime, the innovative 3D graphene can be fabricated in a simple and verstaile method, which can be broadly used in the fields of energy storage, sensor, catalysis and hydrogen production.
便携式电子设备,电动工具和电动汽车等的高速发展对于电池设备提出了高能量高功率的要求,其中电池电极的电子输运能力是制约其高功率输出的主要因素,但缺乏有效解决途径。本项目提出用百纳米级别的三维石墨烯网络结构来有效解决这一问题,在不显著增加体系无用质量和不显著降低体系体积能量密度的前提下,使电池活性材料均匀分布在一个质地又轻导电又优的石墨烯多孔网络当中,从而实现锂离子和电子的快速输运来显著提高锂离子电池和赝电容的电化学性能。通过分立调控锂离子和电子输运的各个因素,建立清晰的结构与电化学性质的物理相图,为解决高能量高功率能量存储提供了新的物理思路和系统解决方案。同时,本项目提供了一种新颖的三维石墨烯结构,可以被广泛应用于电池、传感器、催化和制氢等领域。

结项摘要

本项目针对百纳米三维石墨烯导电网络的构建及其在能源存储中的应用等关键问题开展了系统研究,通过多种方法构建了不同结构的石墨烯三维网络,尺寸从百微米级到百纳米级连续可调,针对不同的能源存储条件,有针对性的采取复合方案,实现了在锂离子电池尤其是硅基负极材料和铝离子电池中的应用,由于三维石墨烯导电网络的帮助,极大提升了所制备电极材料的电化学性能,主要提升了电极的结构稳定性及电化学循环特性,更为重要的是三维石墨烯的导电网络提供了良好的电子通道以及离子通道,因此在硅基负极材料、锂硫电池以及铝离子电池中获得了极为优异的倍率性能。本研究对于未来三维石墨烯网络的构建及其在能源存储中的应用奠定了理论基础并提供了一些指导方向。目前已发表SCI论文6篇,已申请发明专利2项,一共培养研究生5名,其他技术人员2名。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
绿色NaCl模板合成的纳米多孔硅碳电极提高电池循环寿命
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    MATERIALS LETTERS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xu Fan;Xiangping Jiang;Wei Wang;Zhaoping Liu
  • 通讯作者:
    Zhaoping Liu
Fabrication of submillimeter-sized single-crystalline graphene arrays by a commercial printing- assisted CVD method
通过商业印刷辅助CVD方法制造亚毫米尺寸单晶石墨烯阵列
  • DOI:
    10.1039/c7ra01947e
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Wei;Wang Wei;Guo Zhiyong;Liu Zhaoping
  • 通讯作者:
    Liu Zhaoping
良好的电化学性能和热导性能的可调控三维石墨烯用于铝离子电池应用
  • DOI:
    10.1039/c6ra06467a
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Rsc Advance
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yangguangyuan;ChenLiang;JiangPing;Guozhiyong;WangWei;Liuzhaoping
  • 通讯作者:
    Liuzhaoping
Facile fabrication of nanoporous graphene powder for high-rate lithium-sulfur batteries
用于高倍率锂硫电池的纳米多孔石墨烯粉末的简易制造
  • DOI:
    10.1039/c6ra26753j
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhuang Huajie;Deng Wei;Wang Wei;Liu Zhaoping
  • 通讯作者:
    Liu Zhaoping
桥架多孔硅碳导电网络以增强电化学循环稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.jpowsour.2015.04.036
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Power Sources
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Li zhenzhen;Wang Wei;Li Zhihu;Qin Zhihong;Wang Jun;Liu Zhaoping
  • 通讯作者:
    Liu Zhaoping

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其他文献

融资约束、独立审计与现金流的价值相关性——基于投资机会集视角的经验证据
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国注册会计师
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖义刚;汪伟
  • 通讯作者:
    汪伟
人口老龄化、养老保险制度设计与收入不平等的动态演化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    世界经济
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪伟;靳文惠
  • 通讯作者:
    靳文惠
基于模糊控制的纯电动汽车再生制动控制策略研究
  • DOI:
    10.19831/j.cnki.2095-7394.2021.04.010
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    江苏理工学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨凤敏;汪伟;王汝佳;盛广庆;罗金
  • 通讯作者:
    罗金
断层相关褶皱在塔里木盆地玛东地区的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高校地质学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王斌;汪伟;朱礼春;尹宏伟;屈洋;贾东;李长圣
  • 通讯作者:
    李长圣
Hydrogen sulfide enhances antioxidant ability and maintains fruit quality of kiwifruits during the low-temperature storage
硫化氢增强猕猴桃低温贮藏过程中的抗氧化能力并保持果实品质
  • DOI:
    10.9753/icce.v34.currents.35
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈勇根;汪伟;张伟;朱丽琴;李帮明
  • 通讯作者:
    李帮明

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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