【導讀】
隨著鋰離子電池的重慶巨大需求與有限鋰資源之間的矛盾日益突出，鋰離子電池的科技開發更具挑戰性。鈉離子電池(SIBs)與鋰離子電池具有相似的學院化學性質，但由于鈉元素儲量大且分布廣泛，青島因此具有低成本的大學特點。在過去的重慶十年里，許多科學家一直在關注傳統無機電極材料的科技研發，如聚陰離子化合物、學院鈉層狀過渡金屬氧化物、青島金屬氧化物(硫化物和磷化物)和碳質材料。大學而無機電極材料主要依靠有限的重慶礦產資源，通過過渡金屬元素的科技氧化還原反應來儲存鈉離子。此外，學院無機電極材料的青島合成通常包括一些高能耗的工藝，如球磨、大學水熱(溶劑熱)處理和煅燒，這不利于SIB總成本的降低。因此，探索性能優越、儲量大、合成工藝簡單的新型SIB電極材料具有重要意義。
與傳統無機電極相比，有機電極材料由C、H、O、N、S等輕元素組成，具有較高的理論比容量。有機電極材料往往來自儲量大、分布廣、易得的生物質，并且許多有機物可以通過成熟的工業工藝合成，從而適用于大規模制造和應用。因此，探索新型有機電極材料被認為是SIB研發的一種具有潛力的途徑。
【成果掠影】
重慶科技學院陸世玉博士和青島大學張琰博士研究了一種共軛芳香酸(4,4′-聯苯二羧酸，H2bpdc)在酯類和醚類電解質中的電化學儲鈉行為。其中，H2bpdc在醚基電解質中由于經歷了類似于從原始酸到鈉鹽的轉化機制，使其表現出快速的反應動力學和展現出了280 mA h g?1的高可逆容量。該研究將為有前途的有機電極材料的電化學儲鈉行為提供基礎和新穎的見解，加速鈉離子電池新材料的探索進程。重慶科技學院冶金與材料工程學院2020級本科生李思瑤、吳惠佳分別為該論文的第一作者和共同第一作者。該工作受到了國家級大學生創新創業訓練計劃(No. 202211551035)等經費的支持。
【圖文解析】
圖1H2bpdc的(a)XRD和(b)晶體結構
圖2(a, c) 掃速為1 mV s?1的CV曲線; (b, d) 電流密度50 mA g?1的充放電曲線（電壓區間：0.01-2.5 V）(e) 100 mA g?1電流密度下的長循環曲線; (f)不同電流密度下的倍率曲線。
圖3 循環前及循環10圈后的(a, c) Nyquist 圖和(b, d) Bode plots
圖4 (a) H2bpdc 在1 M NaPF6二甘醇二甲醚中初始循環電壓曲線 (b)不同充/放電電壓下的非原位紅外圖 (c) H2bpdc的儲鈉機制圖；
【文獻信息】
Siyao Li , Huijia Wu, Chunjie Wu, Meng Jin, Huan Yi, Shi-Yu Lu*, Yan Zhang*, 4,4′-Biphenyldicarboxylic acid as an anode for sodium-ion batteries: Different electrochemical behaviors in ester and ether-based electrolytes. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2023: 117852.
【通訊作者簡介】
陸世玉，博士/博士后，重慶科技學院校聘教授，研究生導師，入選第七屆中國科協青年人才托舉工程（科協資助，國家青年人才）。研究方向致力于電催化及高效儲能關鍵電極材料的開發和設計，聚焦新能源高效轉化和儲存材料及機制研究，實現氫能源的高效穩定生產與利用器件及高能量密度離子電池的構建。先后在J. Am. Chem. Soc (IF=15.419), Adv. Mater (IF=30.849), Adv. Energy Mater. (IF=29.368), Adv. Funct. Mater. (IF=18.808), Nano Energy (IF=17.881), Appl. Catal. B: Environ. (IF=19.503), Small methods(IF=14.188）等國際頂尖SCI期刊發表論文50余篇，論文被引用2300余次，H10-index為40，申請國家專利30余項，主持國家級、省部級科研項目4項，完成產業化合作項目2項，擔任《物理化學學報》青年編委，獲第一屆“創青春”中國青年碳中和創新創業大賽全國銅獎（排名第一），西南賽區金獎（排名第一）。
張琰，博士，碩士研究生導師，青島大學”青年卓越人才”。2020年6月于南開大學化學學院無機化學專業畢業，獲理學博士學位；2020年8月以“青年卓越人才”引進至青島大學生命科學學院/前沿交叉學科研究院工作。目前，已在Chem. Eng. J., Chem. Commun., ChemSusChem等期刊發表論文32篇，總他引1554余次，H-index為19（Data from Web of Science, Aug 2022）。主持山東省自然科學基金青年項目1項、青島大學人才引進科研啟動項目1項，參與國家重點研發計劃課題1項、國家自然科學基金面上項目1項。授權國家發明專利1項。
