锂-氧可充电池的机理研究及其性能优化

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21103025
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    王永刚
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    B0905.电能源化学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

锂-氧可充电池在近期引起了广泛的关注。但锂-氧电池的工作机理的解释尚不统一，其性能的优化也面临着诸多的挑战。本项目基于前期的研究结果，提出了由局部到整体的研究思路。首先，选用既定的催化剂（Pt或Au），结合经典电化学测试方法和原位/非原位分析手段，研究氧气在不同有机电解质中的氧化还原机理，着重分析有机电解质参与的副反应及其反应机理，优选出适用于锂-氧电池的有机电解质。然后，以优选出的有机电解质为基础，分析比较不同廉价的氧化物催化剂对锂-氧电池的充电和放电的影响，优选出合适的催化剂。最后，以优选出的电解质和催化剂为基础，根据锂-氧电池的工作原理，设计和合成具有不同比表和孔结构的催化剂载体，实现锂-氧电池的整体性能优化。本项目研究将为氧气在非水电解质中电催化还原提供新的研究方法和思路。研究结果将不仅对锂-氧电池的机理研究及其性能的优化，而且对开展锂-氧电池实用技术具有重要的价值。

结项摘要

依据项目研究研究计划，项目的具体的实施情况包括以下内容：1. 建立或健全了用于研究锂-氧电池反应机理的原位和非原位的测试手段，具体包括：非原位的红外(FT-IR)分析、非原位的X射线衍射(XRD)分析、非原位的扫描电镜(SEM)和投射电镜(TEM)测试手段，以及电化学原位气相质谱分析手段；2. 将上述原位/非原位分析手段与经典的电化学测试方法结合，详细研究了氧气在不同有机电解质中的氧化还原机理，着重分析有机电解质参与的副反应及其反应机理，具体研究的电解液包括：以PC或EC为主要溶剂的常规锂离子电池用有机电解液、离子液体和醚类有机电解液，并最终选用稳定的醚类有机电解液为后续研究的既定电解液体系；3. 在既定电解液的基础上，详细研究了不同廉价催化剂对锂-氧电池综合性能的影响，并根据上述机理研究的结果，设计合成不同类型的高效催化剂，有效地提升了锂-氧电池的电化学性能。上述研究结果将对锂-氧电池的机理研究及其性能的优化，以及对开展锂-氧电池实用技术具有重要的价值。在本项目的资助下，目前已在国际学术刊物上发表IF>4.0的SCI论文7篇，还有部分数据已整理成文待发表，申请一项国内专利。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（0）
Layered H2Ti6O13-Nanowires: A New Promising Pseudocapacitive Material in Non-Aqueous Electrolyte
层状H2Ti6O13-纳米线：非水电解质中一种有前景的新型赝电容材料
  • DOI：
    10.1002/adfm.201200766
  • 发表时间：
    2012-12-19
  • 期刊：
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Wang, Yonggang;Hong, Zhensheng;Xia, Yongyao
  • 通讯作者：
    Xia, Yongyao
Layered H 2 Ti 6 O 13 -Nanowires: A New Promisingbr / Pseudocapacitive Material in Non-Aqueous Electrolyte
层状H 2 Ti 6 O 13 纳米线：非水电解质中一种有前景的新型赝电容材料
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Wang, Yonggang;Hong, Zhensheng;Wei, Mingdeng;Xia, Yongyao
  • 通讯作者：
    Xia, Yongyao
Ordered Hierarchical Mesoporous/Macroporous Carbon: A High-Performance Catalyst for Rechargeable Lindash;O2 Batteries
有序分级介孔/大孔碳：可充电锂的高性能催化剂
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Advanced Materials
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Guo, Ziyang;Zhou, D;an;Dong, Xiaoli;Wang, Yonggang;Xia, Yongyao
  • 通讯作者：
    Xia, Yongyao
High-voltage aqueous battery approaching 3 V using an acidic-alkaline double electrolyte
使用酸碱双电解质的接近 3 V 的高压水系电池
  • DOI：
    10.1039/c3cc00064h
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Chen, Long;Guo, Ziyang;Wang, Yonggang
  • 通讯作者：
    Wang, Yonggang

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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

        graph TD
          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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