新能源材料，碳中和的有效技术方案

朋友们，新能源汽车已经走进了大家的日常生活中，用过电动车的朋友可能会有这样的烦恼：车跑不远、电池不耐用、换电池成本高、冬天更是跑不远、还怕电池爆炸。可以说电池的性能是影响电动车普及的根本原因。如果能开发出高储能、高重复充电次数、高充放电速度、低成本、环保、安全的可充电电池，那么以上问题都将迎刃而解，电动汽车将以更快的速度走进千家万户，从而有效推动我国碳中和目标的实现。

影响电池发展的主要因素，在于电池材料的研究。电池的问题，是电池材料的缺陷引起的，解决了电池材料问题，也就解决了电池的问题。可以说，新能源汽车的蓬勃发展离不开材料的快速升级。开发新型能源电池材料，是实现碳中和目标的有效技术途径，也是我国节能减排和环境保护的重要任务。

图****1 电池是解决碳中和的有效方案

石墨烯材料因其高比表面积、良好的导电性和较高的化学稳定性而被应用于高性能充电电池中，如果石墨烯表面积可以充分利用的话，其理论比电容远远高于目前电池能量密度。但是，石墨烯的聚集使其比电容受到极大的限制。对石墨烯表面进行负载是解决这一问题的有效途径。

图2 石墨烯块及石墨烯的空洞结构

二硫化钼(MoS2)，一种层状过渡金属硫化物，具有三明治结构，其中每个MoS2层通过强离子/共价键由S-Mo-S三层膜组成。层间距为0.62 nm的单层MoS2由范德华力分开。这种结构非常适合于离子的插入与脱出，可以应用于可充电电池材料。尤其其较大的层间距，可以容纳较大的离子，完全可用于铝离子、钠离子、镁离子等电池材料。我们通过水热合成法，制备出了花瓣形的粒子。并经多步组装制备出了纳米MoS2粒子负载的石墨烯块。

图3 纳米片层MoS2的微观形貌

我们还自行设计了一种重复充电电池装置，并将这种材料用于铝离子电池的阴极，研究发现，这种可充电电池的能量密度得到了大幅度的提升，其重复充放电次数更是高达2000次以上。如果这样的电池能够进行工业化生产，并投入使用的话，我们完全有理由可以相信，新能源汽车将会以更快的速度得到普及。

图****4 自行设计的电池测试装置

当然，这种“未来电池”还有一些重要问题没有解决，全面投入生产依然任重而道远，但新型能源材料必然是电池发展的方向，也是实现碳中和目标的经济有效途径。如果有你的加入，我想“未来电池”必将以更快的速度“飞入寻常百姓家”。你，愿意加入吗？

崔传生简介

崔传生，博士，副教授，硕士研究生导师。主要从事新能源材料的制备，及其在电池、有机催化合成等方面的应用相关研究工作。同时，从事功能高分子、高分子助剂等方面的应用研究工作。主持和参与国家自然科学基金、山东省自然科学基金、聊城大学基金、横向课题等多项。近年来，在国内外重要期刊发表SCI论文30余篇。曾获山东省科技进步奖、聊城大学自然科学优秀成果等奖励。

招生专业：化学工程与工艺