碳基纳米笼——能源存储和转换的新平台

【作者】 胡征；

【机构】 南京大学化学化工学院教育部介观化学重点实验室；

【摘要】 过去的35年相继发现了富勒烯(1985)、一维碳纳米管(1991)、二维石墨烯(2004)和石墨炔(2010),纳米碳材料已经成为当今最令人关注的前沿研究领域之一。我们课题组长期致力于能源纳米材料物理化学研究,在新型碳基纳米材料的设计及能源应用、特别在发展新型介观结构碳基纳米笼新材料研究方面有长期积累[1-3]。这类新材料由具有亚微米间隙的纳米片构成,纳米片则由作为构筑单元的纳米笼相互联结而成,在碳笼壳层上还有丰富的连通笼子内外的亚纳米通道(～0.6 nm)。不同于其它纳米碳材料,介观结构碳基纳米笼具有可资利用的内腔,并集成了微孔-介孔-大孔共存、比表面积高、易于掺杂调变等特点,已经成为开发先进能源转换和存储功能的新平台。本次演讲将着重介绍:(1)碳基纳米笼新材料的制备科学,(2)以纳米笼构建负载型(从高分散到单原子)、限域型催化剂或作为无金属催化剂应用于能源转化,(3)以纳米笼为电极材料应用于能源存储(超级电容器、锂硫电池、锂离子电池等),还展望了研究面临的挑战和发展趋势。更多还原