近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其团队联合香港城市大学教授李振声成功研发出高氮掺杂的多孔微晶碳纳米材料，其作为钾离子电池负极表现出高容量和长循环特性。相关研究成果"Ultrahigh Nitrogen Doping of Carbon Nanosheets for High Capacity and Long Cycling Potassium Ion Storage"（《具有高容量长循环储钾性能的高氮掺杂碳纳米材料》）在线发表于材料期刊Advanced Energy Materials（《先进能源材料》）。
由于钾储量丰富、与锂接近的标准氢电极电势（-2.93 V）等特性，使得钾基储能器件在规模化储能领域具有良好的应用前景。然而，由于钾离子的离子半径较大(1.38埃米)，不仅阻碍了其在电极材料中的嵌入/脱出，动力学缓慢，还会导致电极材料发生较大的体积变化，使得循环稳定性较差。因此，亟待开发针对于钾离子存储的高效低成本电极活性材料。
基于上述考虑，唐永炳及其团队成员常兴奇、周小龙、欧学武等人成功研发出高氮掺杂的多孔微晶碳纳米材料，其多孔结构有利于钾离子的快速扩散，而含有大量微晶碳纳米片有利于钾离子的插层与吸附。研究表明：这种高氮掺杂微晶碳纳米材料的电化学反应为扩散反应与赝电容反应协同作用机理，其作为钾电负极具有~410 mAh/g的高容量，并且在5Ag-1 的大电流密度下可逆循环3000次后的容量保持率约为70%。该工作为设计高性能钾电负极材料提供了新策略。
该项研究得到国家自然科学基金、广东省国际合作项目、深圳市科技计划项目等资助。
高氮掺杂微晶碳的结构及储钾性能：（a）SEM形貌表征（b）TEM显微结构（c）XPS成分分析（d）低电流密度下的电池容量（e）5 A/g大电流下的长循环性能
“我国有机氟的各项工作都是大集体几代人的努力工作成果，绝不是我一个人的。”——黄维垣黄维垣（1921.12.15—2015.11.17），有机化学家，曾任中国科学院上海有机化学研究所副所长、所长。早期......
近日，市场监管总局（国家标准委）批准发布一批重要国家标准，涉及新兴领域、交通和绿色低碳、安全生产、经贸服务等方面，本批标准发布后将在提升人民群众生活品质、保障生命财产安全等方面发挥重要作用。在新兴领域......
在能源存储技术快速发展的今天，锂离子电池和钠离子电池因其卓越的性能被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和大规模储能系统中。但传统电池材料在电池能存多少电、充电有多快、反复充电能使用多久等方面都遇到了难......
两部门关于公布生物医用材料创新任务揭榜挂帅（第二批）入围揭榜单位的通知工业和信息化部办公厅国家药品监督管理局综合和规划财务司关于公布生物医用材料创新任务揭榜挂帅（第二批）入围揭榜单位的通知工信厅联原函......
记者从中国科学院金属研究所获悉，该所科研团队近日在固态锂电池领域取得突破，为解决固态电池界面阻抗大、离子传输效率低的关键难题提供了新路径。该研究成果已于近日发表在国际学术期刊《先进材料》上。固态锂电池......
一块10厘米的硅晶圆，上面有使用B-EUV光刻技术制作的大型可见图案。图片来源：美国约翰斯·霍普金斯大学一个国际联合团队在微芯片制造领域取得关键突破：他们开发出一种新型材料与工艺，可生产出更小、更快、......
8月27日，围绕“科教融合赋能新材料创新”主题，中国科学技术大学材料科学与工程科教融合论坛暨第二届师昌绪物质科学与技术论坛，在中国科学院金属研究所举办。会议现场。主办方供图李依依、柯伟、成会明、方忠、......
记者从AEIC学术交流中心获悉，8月12日至14日，由英国伯明翰大学主办的第四届机械、航天技术与材料应用国际学术会议（MATMA2025）在英国伯明翰大学召开。来自机械工程、航空航天技术及材料科学领域......
8月7日，2025中国化工学会能源、材料与化工学术会议在中国石油兰州石化公司召开，400余名专家、学者齐聚金城兰州，聚焦国家重大战略和产业深度发展需求开展深入交流研讨，共享最新成果，加快推进甘肃省绿色......
美国麻省理工学院（MIT）团队开发出一种全自动机器人系统，可大幅加快对新型半导体材料的性能分析和测试速度。这项发表于《科学进展》杂志的技术突破，将极大提升当前对高效太阳能电池板材料的研发进程，还将为下......