研究方向
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醇类燃料电池及复合电能源共性核心技术研究组(DNL0311组)

组长:王素力 研究员 


醇类燃料电池及复合电能源共性核心技术研究组坚持基础研究与工程开发并重,研究领域涉及能源、材料、化工、催化等方向,主要围绕醇类燃料电池、金属燃料电池以及相关复合电能源的关键材料、核心部件开展应用基础研究及其产品、中试产线开发。

主要研究方向/兴趣:

1小分子电催化反应研究:基于电化学与纳米科学,结合现代先进合成技术,采用第一原理计算、先进谱学及显微技术和电化学方法等从原子、分子水平上研究小分子电催化反应机理,探索纳米电催化反应过程中的构效关系,开发高效电催化剂。

2. 聚合物电解质膜研究:基于高分子材料科学,开展新型高温(150~220℃)、碱性、阻醇聚合物电解质膜,新型二次电池电解质等分子/结构设计、材料合成、成膜工艺等研究。

3. 多孔电极过程动力学研究:基于电化学与电化学工程,研究多孔电极中三相反应界面的形成、物质传输迁移与电化学反应强化机制,通过新型电极、膜电极的创制、表征,结合模型、模拟,实现多孔电极的结构优化。

4. 超级电容器及其原位组合电源等新体系探索:研究探索包括碱性聚合物电解质膜燃料电池、超级电容器、以及基于超级电容器/燃料电池的原位复合电源等新体系。

 

承担的项目:

1.         国家重点研发计划:燃料电池基础材料与过程机理研究(2016YFB0101204)课题四新型酸性聚合物电解质膜2016.07-2021.06

2.         中科院重点部署项目:高温甲醇燃料电池电动车动力电源系统(KFZD-SW-419),2018.01-2019.12

3.         KJW项目:仿生扩散层结构设计(17-163-13-XZ-005-003-04),2017.07-2017.12

4.         国家自然科学基金项目:高稳定性碱性聚合物电解质的分子构筑及其化学环境影响机制研究(2170060257),2018.01-2020.12

5.         国家自然科学基金项目:聚合物电解质膜燃料电池硅基阵列模型电极传质行为研究(2150030228),2016.01-2018.12

6.         国家自然科学基金项目:基于碳纳米管/石墨烯杂化材料的一体式氧还原电极可控构筑(2150060681),2016.01- 2018.12

7.         GF基础科研项目:一体化高温醇类重整燃料电池关键技术(B1320132026),2013.01-2015.12

8.         863项目:一体化甲醇重整氢气燃料电池系统技术(2009AA05Z121),2009.06-2011.05

 

代表性研究论文:

1.      Fulai Qi, Zhangxun Xia, Jutao Jin, Xudong Fu, Wei Wei, Suli Wang*, and Gongquan Sun*, Chemical foaming coupled self-etching: A multiscale processing strategy for ultrahigh-surface-area carbon aerogels, ACS Appl. Mater. Interfaces, 10 (2018): 2819-2827

2.      Ruili Sun, Zhangxun Xia, Lei Shang, Xudong Fu, Huanqiao Li, Suli Wang*, and Gongquan Sun*, Hierarchically ordered arrays with platinum coated PANI nanowires for highly efficient fuel cell electrodes, J. Mater. Chem. A, 5(2017): 15260-15265

3.      Zhangxun Xia, Ruili Sun, Suli Wang*, Luhua Jiang, Hai Sun, and Gongquan Sun*, Hybrid polymer nanoarrays with bifunctional conductance of ions and electrons and enhanced electrochemical interfaces, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9 (2017): 18276-18282

4.      Xudong Fu, Suli Wang, Huanqiao Li, Zhangxun Xia, Luhua Jiang and Gongquan Sun*, Hybrid polymer matrix composite containing polyaniline and Nafion as novel precursor of the enhanced catalyst for oxygen reduction reaction, RSC Adv., 6(2016): 59961-59969

5.      Congrong Yang, Suli Wang, Wenjia Ma, Shixiong Zhao, Ziqi Xu and Gongquan Sun*, Highly stable poly(ethylene glycol)-grafted alkaline anion exchange membranes, J. Mater. Chem. A, 4(2016):3886-3892

6.      Zhangxun Xia, Suli Wang, Luhua Jiang, Hai Sun, Shuang Liu, Xudong Fu, Bingsen Zhang, Dang Sheng Su, Jianqiang Wang, and Gongquan Sun*, Bio-inspired construction of advanced fuel cell cathode with Pt anchored in ordered hybrid polymer matrix, Sci. Rep., 5(2015):16100

7.      Congrong Yang, Suli Wang, Wenjia Ma, Luhua Jiang and Gongquan Sun*, Highly alkaline stable N1-alkyl substituted 2-methylimidazolium functionalized alkaline anion exchange membranes, J. Mater. Chem. A, 3(2015):8559-8565

8.      Congrong Yang, Suli Wang, Wenjia Ma, Luhua Jiang and Gongquan Sun*, Comparison of alkaline stability of quaternary ammonium and 1,2-methylimidazolium based alkaline anion exchange membranes, J. Membrane Sci., 487(2015):12-18

9.      Zhangxun Xia, Suli Wang, Luhua Jiang, Hai Sun, and Gongquan Sun*, Controllable synthesis of vertically aligned polypyrrole nanowires as advanced electrode support for fuel cells, J. Power Sources, 256(2014): 125-132

10.  Zhangxun Xia, Suli Wang, Yongjiang Li, Luhua Jiang, Hai Sun, Shan Zhu, Dang Sheng Su and Gongquan Sun*,Vertically oriented polypyrrole nanowire arrays on Pd-plated Nafion® membrane and its application in direct methanol fuel cells, J. Mater. Chem. A, 1 (2013):491