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[专家学者] 南开大学化学学院无机化学陈军

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发表于 2018-2-27 08:51:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
陈军,中国科学院院士,南开大学化学学院院长,教育部“长江学者”特聘教授,博导,无机化学家。主要从事无机固体化学的研究。在无机固体功能材料的合成化学,固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面做出了重要创新性贡献。发表SCI收录论文近300篇,获授权发明专利16项,编写著作16部(章)。

陈军

陈军

姓  名        陈军        性  别        男
出生年月        1967-09        
籍  贯        安徽宿松县
学  历        博士        
毕业院校        Wollongong
职  称        教授        
管理职务        院长
工作内容        教学科研        
系所单位        应用化学研究所
特殊人才称号        长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者
通讯地址        天津市卫津路94号南开大学联合楼A601-1
电 话        23506808
电子邮件        chenabc@nankai.edu.cn
课题组网站   
   
研究领域         
1)能源材料化学;
2)纳米材料与高能电池;
3)氢能、太阳能等新能源与可再生能源.
博士与硕士招生学科:
无机化学(国家重点学科)

教育及科研经历         
2017.01-至今 南开大学化学学院,院长
2002.04-至今 南开大学化学学院,教授、博导
1999.04-2002.03 日本工业技术院大阪工业技术研究所,研究员
1992.07-1995.12 南开大学化学学院,实习、助理研究员
1996.01-1999.03 澳大利亚卧龙岗大学,材料化学,博士
1989.09-1992.06 南开大学,无机化学,硕士
1985.09-1989.07 南开大学,化学,学士

荣誉和奖励         
2016 天津市自然科学一等奖(第一完成人)
2016 天津市首批杰出人才
2014 英国皇家化学会会士
2013 中组部万人计划科技创新领军人才
2013 中国电化学贡献奖
2013 宝钢优秀教师特等奖提名奖
2012 中国侨界贡献奖
2012 天津市优秀科技工作者
2011 国家自然科学二等奖(第一完成人)
2010 国家973纳米重大科学研究计划项目首席科学家
2010 教育部创新团队负责人
2009 通用汽车中国高校汽车领域创新人才一等奖
2008 第九届天津青年科技奖
2008 柳大纲优秀青年科技奖
2007 中国电化学青年奖
2006 天津市自然科学一等奖(第一完成人)
2005 教育部长江学者特聘教授
2003 国家杰出青年科学基金
2002 教育部跨世界优秀人才

科研成果与代表作         
从事无机材料与能源化学及高能电池的研究,针对氢、锂、镁等无机材料的化学能/电能储存与转化所存在的反应活性低、动力学缓慢、物质输运和电荷传递受限等科学与技术难题,带领团队开展能量高效储存与转化探索研究,通过化学、纳米和能源的交叉学科研究,探索使用新材料,来提升能量转化效率与能量储存密度,并从这两个方面优化电池效能;在Nature Chem., Nature Commun., JACS, Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Acc. Chem. Res., Chem. Soc. Rev., Coord. Chem. Rev.等期刊上发表研究论文230余篇,SCI他引16000余次,单篇最高他引1118次,H因子67,获发明专利授权20项,实现转化3项,编写《能源化学》、《化学电源:原理、技术与应用》等,为新能源电池的研制与应用提供了新思路,推动了新能源与可再生能源发展,获国家自然科学二等奖(第一完成人,2011年)、天津市自然科学一等奖(第一完成人,2006 年和2016年)。
1. Spinels: Controlled Preparation, Oxygen Reduction/Evolution Reaction Application, and Beyond, Q. Zhao, Z.-H. Yan, C.-C. Chen, J. Chen*, Chem. Rev. 2017, 117, 10121–10211.
2. Flexible Li-CO2 Batteries with Liquid-Free Electrolyte, X.-F. Hu, Z.-F. Li, J. Chen*, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 5785–5789.
3. Quasi–solid state rechargeable Na-CO2 batteries with reduced graphene oxide Na anodes, X.-F. Hu, Z.-F. Li, Y.-R. Zhao, J.-C. Sun, Q. Zhao, J.-B. Wang, Z.-L. Tao, J. Chen*, Sci. Adv. 2017, 3, e1602396.
4. MCNTs@MnO2 Nanocomposite Cathode Integrated with Soluble O2-Carrier Co-salen in Electrolyte for High-Performance Li-Air Batteries, X.-F. Hu, J.-B. Wang, Z.-F. Li, J.-Q. Wang, D.-H. Gregory, J. Chen*, Nano Lett. 2017, 17, 2073–2078.
5. Oxocarbon Salts for Fast Rechargeable Batteries, Q. Zhao, J.-B. Wang, Y.-Y Lu, Y.-X. Li, G.-X. Liang, J. Chen*, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 12528–12532.
6. Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batteries, X.-F. Hu, J.-C. Sun, Z.-F. Li, Q. Zhao, C.-C. Chen, J Chen*, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6482–6486.
7. Unconventional supercapacitors from nanocarbon-based electrode materials to device configurations, L.-L. Liu, Z.-Q. Niu *, J. Chen*. Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 4340–4363.
8. Phase and composition controllable synthesis of cobalt manganese spinel nanoparticles towards efficient oxygen electrocatalysis, C. Li, X.-P. Han, F.-Y. Cheng*, Y.-X. Hu, C.-C. Chen, J. Chen*, Nat. Commun. 2015, 6: 7345.
9. Kinetics of Iodine-Free Redox Shuttles in Dye-Sensitized Solar Cells: Interfacial Recombination and Dye Regeneration, Z. Sun, M. Liang, J. Chen*, Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1541–1550.
10. FeSe2 Microspheres as a High-Performance Anode Material for Na-Ion Batteries, K. Zhang, Z. Hu, Z.-L. Tao*, J. Chen*, Adv. Mater. 2015, 27, 3305–3309.
11. Nanostructured Mn-based oxides for electrochemical energy storage and conversion, K. Zhang, X.-P. Han, Z. Hu, X.-L. Zhang, Z.-L. Tao, J. Chen*, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 699–728.
12. Pyrite FeS2 for high-rate and long-life rechargeable sodium batteries, Z. Hu, Z.-Q. Zhu, F.-Y. Cheng, K. Zhang, J.-B. Wang, J. Chen*, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1309–1316.
13. Recent Advances and Prospects of Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries, X.-D. Xiang, K. Zhang, J. Chen*, Adv. Mater. 2015, 27, 5343–5346.
14. Sulfur nanodots electrodeposited on Ni foam as high-performance cathode for Li?S batteries, Q. Zhao, X.-F. Hu, K. Zhang, N. Zhang, Y.-X. Hu, J. Chen*. Nano Lett. 2015, 15, 721–726.
15. Rapid room-temperature synthesis of nanocrystalline spinels as oxygen reduction and evolution electrocatalysts, F.-Y. Cheng, J. Shen, B. Peng, Y.-D. Pan, Z.-L. Tao, J. Chen*. Nat. Chem. 2011, 3, 79-84.
人才培养        培养博士后7名、博士45名、硕士45名,均已成为所在单位中坚骨干。



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发表于 2018-3-20 20:27:26 | 显示全部楼层
我国高容量储能电池研究取得重大进展,该校陈军院士团队利用有机醌类物质作为正极,首次开发出高容量、高放电频次水系锌二次电池,也让我们早日告别高污染的水系铅酸电池成为了可能。该研究成果已在最新一期美国科学促进会杂志《科学进展》发表。

随着太阳能、风能等可再生能源利用率不断提高,开发低成本、高性能的可充电储能电池成为世界追逐目标。锌价格低廉,每克理论容量高达820毫安时,且具有良好的水兼容性和稳定性,适合大规模生产应用,因此可充电水系锌电池应用前景广阔。然而水系锌电池发展一直受制于正极材料可选种类少、锌脱嵌动力学慢等难题困扰。

有机醌类化合物在自然界中无处不在,研究人员已从植物、真菌、海洋动物和昆虫中发现了超过2400种的醌类。发展基于非脱嵌反应机制和多电子转移新型有机醌类电极材料对提升锌电池容量和循环稳定性具有重要意义。

目前,电活性醌电极一般使用有机电解质,根据相似相容原理,醌类化合物易溶解于有机溶剂,带来活性物质损失和电池寿命短等难题。陈军院士团队多年来一直致力于有机醌类电极材料设计、制备和应用,他们利用电解质改性、聚合、盐化、负载等方法,不仅提高了醌类的容量保持率,还通过合理结构设计将醌类化合物作为正极应用于了可充水系锌电池,首次获得了335毫安时每克的比容量,充放电平台电压差低至70mV,能量效率高达93 %并且循环1000次之后,电池容量保持率仍为87%,电池循环稳定性可媲美无机电极材料。该团队研制的有机水系锌电池能够提供220瓦时每公斤的能量密度,远超当下普遍使用的水系铅酸电池,与目前商业化的锂离子电池相当。由于水系锌电池具有能量密度高、安全可靠、成本低廉、绿色环保等优点,也为未来电动汽车、规模储能等重大应用提供了新选择。

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发表于 2018-4-27 20:13:39 | 显示全部楼层
南开大学陈军院士荣获“全国五一劳动奖章”

4月26日,天津市庆祝“五一”国际劳动节表彰大会隆重召开。市委书记李鸿忠,市委副书记、市长张国清,市政协主席盛茂林,市委常委、市委组织部部长喻云林,市委常委、市委秘书长李毅,市人大常委会副主任梁宝明,副市长姚来英出席会议。喻云林主持大会,梁宝明宣读了表彰决定。中国科学院院士、南开大学教授陈军荣获中华全国总工会授予的全国五一劳动奖章。与会领导为陈军等获奖代表颁奖。
陈军,无机化学家,自2002年任南开大学教授、博士生导师,现任南开大学化学学院院长、先进能源材料化学教育部重点实验室主任,2017年11月当选中国科学院院士,成为当年中国科学院化学部新晋院士中最年轻的一位。


陈军主要从事无机固体化学的研究,在无机固体功能材料的合成化学、固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面作出了重要创新性贡献。截至目前,陈军已发表SCI收录论文290篇,其中《自然》(Nature)和《科学》(Science)子刊5篇,《德国应用化学》(Angew. Chem.)16篇,《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)10篇,《先进材料》(Adv. Mater.)17篇,他引21000次,单篇最高他引1130次;分别在2009年为《美国化学研究评论》(Acc. Chem. Res.)和2017年为《化学评论》(Chem. Rev.)撰写综述论文。获授权发明专利16项,其中多孔尖晶石与层状电极材料的专利获得应用,取得了一定的经济效益。


陈军曾获多项奖励和荣誉称号。他主持的“几类无机材料的氢、锂、镁储存与电池性能研究”获得2011年度国家自然科学二等奖,“清洁能源材料与高能化学电源”和“微纳结构与电化学能源器件”分别获得2006年度和2016年度天津市自然科学一等奖。2002年获评“教育部跨世纪优秀人才”,2003年获国家基金委杰出青年基金,2005年入选“教育部长江学者奖励计划”特聘教授,2009年获国家教学成果一等奖,2013年获中国电化学贡献奖、宝钢优秀教师特等奖提名奖,2014年入选中组部“万人计划”科技创新领军人才,2011年和2017年两次作为首席科学家承担国家纳米重点研发计划。


陈军表示:“劳动者最光荣。获得全国五一劳动奖章,是对自己的鼓励和鞭策,未来我还会继续脚踏实地,不忘初心,以老一辈科学家为榜样,更加投入地做好科学研究和教书育人工作。”

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发表于 2018-6-3 08:36:09 | 显示全部楼层
报告题目:新能源材料与器件
报告人:陈军 院士, 南开大学
地点:湖南大学新化工楼D区报告厅
时间:5月27日10:30
邀请人:王双印


报告人简介:
陈军教授,南开大学化学学院教授,中国科学院院士。获国家杰青(2003)、长江学者特聘教授(2005)、科技部973纳米首席科学家(2010)、中组部万人计划科技创新领军人才(2014)、英国皇家化学会会士(2104)。现任先进能源材料化学教育部重点实验室主任,化学学院院长,中国化学会电化学委员会主任,《应用化学》副主编,《ACS Energy Letters》,《Materials Horizons》,《Nano Research》、《Solid State Sciences》、《Journal of Energy Chemistry》、《化学学报》、《电化学》等期刊编委。
1989年和1992年在南开大学获学士学位和硕士学位,1999年在澳大利亚卧龙岗大学获博士学位,1999-2002年在日本工业技术院任新能源产业技术研究员。2002年任南开大学教授。从事固体功能材料与高能化学电源的研究。以通讯作者发表SCI收录论文230余篇(IF>10的论文65篇,包含Nature Chem. 2篇、Nature Commun. 1篇、Acc. Chem. Res. 2篇、Chem. Soc. Rev. 5篇),他引13000余次,单篇最高他引1020次。42篇论文入选ESI十年间前1%高引用论文,H因子63。获授权发明专利16项,实现成果转化3项。编写《能源化学》、《化学电源:原理、技术与应用》等著作。在国内外学术会议上做大会或邀请报告75次。以第一完成人获2006年和2016年天津市自然科学一等奖、2011年国家自然科学二等奖。

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发表于 2018-8-21 09:01:49 | 显示全部楼层
固态钠电池
核心内容:
1. 综述了钠电池的各类固态电解质的最新研究进展,包括传输机理、离子电导率、离子迁移数、稳定性和机械性能,并讨论了其构效关系。
2. 系统讨论了电极与固态电解质之间的界面接触和化学兼容性问题,总结了改善界面的常用策略。
钠电池由于钠资源丰富、价格低廉,有望用于大规模储能系统。然而,大多数关于钠电池的研究都基于液态电解液,其易燃、易挥发和易泄露的特点使得钠电池存在不容忽视的安全问题。使用阻燃、不挥发、无泄漏的固态电解质能有效提高安全性,但固态电解质离子导电率低、界面阻抗大。因此,发展高安全性、高能量密度的固态钠电池颇具挑战和意义。
有鉴于此,南开大学陈军院士课题组系统介绍了钠离子固态电解质的最新研究进展。着重讨论了电解质结构与性能之间的构效关系,概括了提升电解质性能的方法;系统分析了电极与固态电解质之间界面接触和化学兼容性的问题,并对界面改善的策略进行了总结。

钠离子固态电解质

钠离子固态电解质
总结与展望
1.    固态钠电池的挑战
(1) NASICON电解质苛刻的合成条件;
(2) 硫化物电解质较差的化学/电化学稳定性;
(3) 复合氢化物电解质较差的电化学稳定性;
(4) 聚合物电解质较低的室温离子电导率;
(5) 电极/电解质之间的界面问题(界面接触和化学兼容性)。
2.    电解质和界面的基本设计原则
(1) 增加可移动的钠离子密度、减小钠离子扩散能垒来提高离子电导率;
(2) 固定阴离子提升聚合物电解质的离子迁移数;
(3) 调整键的强度提升电解质的化学稳定性;
(4) 加入缓冲层改善界面稳定性;
(5) 增大固态电解质与电极之间的接触面积;
(6) 避免使用有毒或价格昂贵的原料。
3.    固态电解质未来的研究方向
(1) 基本设计原则与理论计算相结合来设计高性能固态电解质;
(2) 实验研究优化固态电解质的性能和界面;
(3) 利用更多先进的原位表征技术(如XRD,XPS,XAS和TEM等)研究固态钠电池中的电解质和界面问题;
(4) 开发简单廉价的制备方法来实现高性能固态电解质的规模化生产。
电池研究已迈进全固态时代,蕴藏着巨大的机遇和挑战!


参考文献
Yong Lu, Lin Li, Qiu Zhang, Zhiqiang Niu, and Jun Chen*, Electrolyte and Interface Engineering for Solid-State Sodium Batteries. Joule 2018.


DOI: 10.1016/j.joule.2018.07.028


https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30339-8

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发表于 2018-8-21 09:18:26 | 显示全部楼层
2018国家自然科学基金重点项目-碱性燃料电池阴离子交换聚合物膜的设计与性能调控
批准号        21835005        学科分类        ( B050802 )
负责人        严锋        职称                单位名称        苏州大学
资助金额        302.5万元        项目类别        重点项目        起止年月        2019年01月01日 至 2023年12月31日

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发表于 2018-10-15 18:52:34 | 显示全部楼层
南开陈军Chem综述:改善金属离子电池中有机电极材料性能的设计策略
有机电极材料凭借高理论容量、结构可设计性和环境友好性而在金属离子电池中备受关注。然而,有机电极材料的电化学性能仍然需要进一步改善,这主要取决于分子结构、电极组成、电解液以及隔膜等。在这篇综述中,陈军课题组对有机电极材料的工作原理、基础性质等进行了概括总结,这其中包括导电聚合物、有机硫化合物、羧基化合物以及有机自由基等,此外该课题组还关注了各种金属离子电池中有机电极材料的电化学性能的改善方法等。有机电极材料在金属离子电池中主要面临着溶解流失、低离子电导、巨大体积变化以及低振实密度等挑战。这篇综述提出了发展高性能有机电极材料的方法。

改善金属离子电池中有机电极材料性能的设计策略

改善金属离子电池中有机电极材料性能的设计策略
Lu Y, Zhang Q, et al. Design strategiestoward enhancing performance of organic electrode materials in metal-ionbatteries[J]. Chem, 2018.
DOI: 10.1016/j.chempr.2018.09.005
https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30425-X?rss=yes

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发表于 2018-10-31 08:33:02 | 显示全部楼层

为彰显中国作者对国际化学研究领域的突出贡献,英国皇家化学会对旗下四十多本期刊发表论文的引用情况进行统计,将 2015、2016 年发表的论文在 2017 年的被引次数在全球排名前 1% 的名单进行筛选,陈军教授荣登榜单。

作者名单

Chemical Society Reviews

Chemical Society Reviews

Chemical Society Reviews (ChemSocRev)     IF:40.182
化学科学全领域的高水平、高影响力综述文章

Jun Chen,Nankai University
陈军,南开大学
Zhiqiang Niu,Nankai University
牛志强,南开大学


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发表于 2018-12-5 14:37:06 | 显示全部楼层
南开大学8人次入选2018年全球“高被引科学家”

11月27日,科睿唯安(Clarivate Analytics)发布了其2018年全球“高被引科学家”名单。今年,全球共有来自21个自然科学与社会科学领域以及跨学科领域的6000多(人次)“高被引科学家”上榜,其中包括17位诺奖获得者,南开大学共有6人(8人次)入选。

南开大学陈军(化学、材料科学)、陈永胜(化学、材料科学)、周震(跨学科)、陶占良(跨学科)、黄毅(跨学科)、程方益(跨学科)6位教授入选,陈军、陈永胜同时入选化学、材料科学两个学科领域。南开大学入选人数较去年增加了4人,今年的入选人次数位列内地高校第13。

陈军院士在能源材料化学、纳米材料与高能电池、氢能太阳能等新能源与可再生能源等领域开展了一系列国际领先水平的研究工作。陈永胜教授在碳纳米材料、有机功能材料及其能源转化与存储等领域持续展开领先国际的研究。周震教授专注于新能源材料与器件、计算材料学与材料设计、纳米结构功能材料研究。黄毅教授主要从事碳纳米材料的合成及应用、智能高分子材料及器件开发、电磁功能材料方面研究。程方益研究员主要从事纳米化学、能源材料化学、先进电池领域研究。陶占良副教授主要从事能源材料化学、储氢材料、化学电源领域研究。

此外,我校2018年3月引进的青年人才、电子信息与光学工程学院罗景山教授(跨学科)同期入选该榜单,主要从事人工光合作用材料与器件、钙钛矿太阳能电池等方面的研究。

全球“高被引科学家”名单已连续发布5年。本年度名单基于Web of Science数据,遴选出了各领域中高被引论文数量最多,即受到全球同行集体认可的最具引文影响力的科研人员。2018年名单新增了跨学科领域(cross-field category),由此遴选出了约2000人次在几个领域发表的高影响力论文具有卓越表现的研究人员。

榜单数据显示,中国继续强势增长:仅中国大陆“高被引科学家”就已达到482人次,比去年增加了一倍多,仅次于美国和英国。中国香港51人次,中国澳门5人次,中国台湾20人次。在中国大陆高校中,材料科学领域共有47人次入选,人数最多。化学领域位居第二,有46人次入选。

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陈军ACS Nano:多合一柔性锂硫电池
近年来可穿戴式电子设备的火爆促进了有关柔性储能器件的研究。柔性锂硫电池由于具有高容量和高能量密度因而成为最有希望的候选者。在本文中,研究人员将刮涂技术与真空蒸镀工艺相结合,构建了以金属锂为负极,以多壁碳纳米管/S复合材料为正极,以多壁碳纳米管/MnO2复合物为界面层,以聚丙烯为隔膜的多合一集成式柔性锂硫电池。多合一结构中的每一个柔性部件都能与其他组分无缝连接。

柔性锂硫电池

柔性锂硫电池

Yao M, Wang R, et al. A FlexibleAll-in-One Lithium-Sulfur Battery[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b06936
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b06936

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题  目:锂电池正极材料
报告人: 陈军  院 士
陈军,中国科学院院士,南开大学教授,副校长。


1967年生,1985-1992年在南开大学化学系学习,先后获学士、硕士学位,并于1992年留校工作;1996-1999年在澳大利亚Wollongong大学材料系学习,获博士学位;1999-2002年在日本大阪工业技术研究所任研究员。自2002年任南开大学教授、博士生导师,2014年入选英国皇家化学会会士(FRSC),2017年当选中国科学院院士。


发表研究论文400余篇,他引超过30000次,单篇最高他引1310次,获授权发明专利35项,多项实现转化并取得一定经济效益,编写著作16部(章)。2003年获国家杰出科学青年基金。2005年入选教育部长江学者特聘教授。2010、2017年两次任国家纳米重点研发项目负责人。获2011年度国家自然科学二等奖、2006年度和2016年度天津市自然科学一等奖、2009年通用汽车中国高校创新人才一等奖、2018年全国“五一”劳动奖章等奖励。


目前担任《Inorganic Chemistry Frontiers》、《Science China Materials》、《Energy Chemistry》、《高等学校化学学报》、《应用化学》副主编,《Advanced Functional Materials》、《Chemical Science》、《ACS Energy Letters》、《Nano Research》、《Solid State Sciences》、《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》、《Batteries & Supercaps》、《Journal of Energy Chemistry》、《化学学报》、《物理化学学报》、《电化学》、《电源技术》等杂志编委。


地  点:湖南大学新化工楼D区报告厅
时  间:2019年10月25日(下午4:00~    )




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发表于 2020-4-28 17:06:38 | 显示全部楼层
南开大学陈军院士团队受Nature Reviews Chemistry(IF=30.628) 编委会邀请,撰写题为“Prospects of organic electrode materials for practical lithium batteries”的综述论文,对有机电极材料的未来发展提出见解。文章第一作者为卢勇博士,通讯作者为陈军院士。该文章从材料水平和全电池角度系统地分析了有机电极材料在锂电池中的实际现状和应用前景,充分考虑基础研究和工业应用的结合,为有机电极材料进一步发展和实际应用指明了方向。

有机电极材料

有机电极材料

Prospects of organic electrode materials for practical lithium batteries
Yong Lu, Jun Chen*
Nat. Rev. Chem., 2020, 4, 127-142, DOI: 10.1038/s41570-020-0160-9

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发表于 2020-6-1 16:53:27 | 显示全部楼层
在第四个“全国科技工作者日”到来之际,第二届全国创新争先奖表彰奖励大会在京隆重举行。会上,第二届全国创新争先奖获奖名单揭晓,中国科学院院士、南开大学副校长陈军荣获本届创新争先奖状。
        该奖项是为表彰陈军在能源材料化学、纳米材料与高能电池、氢能太阳能等新能源与可再生能源等领域开展了一系列国际领先水平的研究工作,在无机固体功能材料的合成化学、固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面做出了重要创新性贡献。陈军提出了“室温-氧化还原-转晶”新合成方法,室温合成出稳定的导电纳米尖晶石,替代了贵金属铂电极,应用于可充电金属锂、锌空气电池。提出电极微纳化可改善多电子电极反应活性和结构稳定性的设想,经大量实验制备了可充锂、钠、镁电池的微纳多级结构电极,提高了电池的安全性,为降低电池电极材料成本及解决电池燃烧爆炸提供了新思路。
       全国创新争先奖于2017年经党中央批准,由中国科协和人力资源社会保障部、科技部、国务院国资委共同设立,表彰在基础研究和前沿探索、重大装备和工程攻关、成果转化和创新创业、科普及社会服务等方面作出卓越贡献的优秀科技工作者和优秀团队,是继“国家自然科学奖”“国家技术发明奖”“国家科学技术进步奖”之后的又一个重要的科技奖项。该奖励是每三年评选表彰一次,每次表彰10个科研团队授予奖牌,表彰不超过30个科技工作者授予奖章,享受省部级劳模待遇,表彰不超过300名科技工作者授予奖状。本届全国共有10个团队摘得全国创新争先奖牌,28名个人荣获创新争先奖章,258位科技工作者获得创新争先奖状。本届评选还特别设立了“疫情防控”和“脱贫攻坚”专题,表彰为疫情防控斗争和决战脱贫攻坚作出重要贡献的科技工作者。

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发表于 2020-10-10 15:57:42 | 显示全部楼层
为深入贯彻落实产教融合、校企合作,加快科研成果转化,促进新能源电池产业发展,南开大学陈军院士团队与天津市捷威动力工业有限公司联合共建天津市捷威动力工业有限公司技术中心。经国家发展改革委、科技部、财政部、海关总署、国家税务总局等认证,该技术中心入选2019年度(第26批)国家企业技术中心。
        天津市捷威动力工业有限公司技术中心从事锂离子动力电池关键技术和新一代产品研究开发,旨在通过自主创新、产学研合作、引进消化吸收再创新等各种模式,获得企业所需的前瞻技术、关键技术及共性技术,推动科技成果的转化与应用,提升企业研发能力和产品生产水平,解决制约企业发展的“卡脖子”技术难题。中心设有专家委员会、技术委员会、产品设计中心、工程技术中心、重点实验室、院士工作站以及管理办公室等。陈军院士担任技术中心荣誉主任,其团队成员担任专家委员会委员,对技术中心的重点项目决策、重要创新技术开发等提出咨询意见和建议,并进行产学研联合攻关。
        国家企业技术中心是企业根据市场竞争需要设立的技术研发与创新机构,负责制定企业技术创新规划、开展产业技术研发、创造运用知识产权、建立技术标准体系、凝聚培养创新人才、构建协同创新网络、推进技术创新全过程实施。
        天津市捷威动力工业有限公司成立于2009年4月,由上海复星高科技(集团)有限公司、陕西煤化工集团、江苏悦达集团投资组建,建有天津西青、江苏盐城、浙江嘉兴3个生产基地,专注于新能源汽车锂离子动力电池研发和制造,已成为国内三元锂离子软包动力电池研发、制造行业领先企业。

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发表于 2020-10-15 15:08:53 | 显示全部楼层
由于单原子具有较高的表面能,会导致严重的团聚,因此设计通用的策略在不同载体上合成多种单原子催化剂(SACs)仍然是一项具有挑战性的工作。近日,我院陈军院士报道了一种通用的石墨烯量子点系链设计策略来合成SACs。

石墨烯量子点

石墨烯量子点
       本文要点:
       1)首先将Ni阳离子与GQD络合,形成稳定的GQD-金属配位复合物。金属阳离子和含O基团之间的强相互作用可以有效地防止金属前体聚集。然后,将生成的金属络合物通过π-π相互作用与碳纳米管(CNT)组装,GQD的π共轭结构确保了碳载体与GQD之间的强相互作用。最后,将表面改性的CNT在NH3/Ar气氛下于500 °C加热。GQD的大量缺陷位点可以协助CNT进行N掺杂,从而通过形成M-Nx来锚定形成的金属原子。
       2)该策略适用于不同金属(Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn)和载体(0D碳纳米球、1D碳纳米管、2D石墨烯纳米片和3D石墨泡沫),金属负载量为3.0-4.5wt%。
       3)透射电镜成像和X射线吸收光谱分析结果证实了金属原子在碳载体中的原子分散。
       4)CNT负载的Ni SACs对CO2RR具有极高的电催化活性,CO选择性接近100%。 该通用策略有望为合成用于多种电催化应用的SACs开辟新的途径。


       Song Jin, et al, A Universal Graphene Quantum Dot-Tethering Design  to Synthesize Single-Atom Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed., 2020  DOI:10.1002/anie.202008422  https://doi.org/10.1002/anie.202008422

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发表于 2020-12-7 17:03:31 | 显示全部楼层
南开大学的陈军院士团队基于对电子/离子、晶体、粒子、电极和电池的多尺度洞察,全面回顾了NRLOs和LRLOs的最新进展。对于NRLOs来说,导致结构无序的原因主要归咎于超交换相互作用和磁阻挫,而普遍的结构坍塌引起的应变主要归因于裂纹的问题。作者详细讨论了结构无序、裂纹、界面退化和热失控等问题。对于LRLOs,作者概述了其高容量的起源,其次是局部晶体结构和电压滞后/衰减的根源,这些都归因于过渡金属离子的价态降低、相变、应变和微观结构退化。然后作者也讨论了NRLOs正极全电池的失效机理和LRLOs的商业挑战。此外,作者也从离子掺杂、微观结构设计、粒子改性、电极/电解质界面工程等方面总结了提高NRLOs和LRLOs性能的策略。同时还重点介绍了NRLOs单晶的发展和LRLOs新的晶体结构或异质结构。最后,概述了NRLOs和LRLOs的发展尚存的挑战和观点。这篇综述提供了对下一代LIBs高性能正极的基本了解和未来展望。该综述以题为“Recent breakthroughs and perspectives of high-energy layered oxide cathode materials for lithium ion batteries”的论文发表在最新一期《Materials Today》上。

电极

电极


原文链接:https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.10.028


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发表于 2020-12-18 11:41:57 | 显示全部楼层
日前,发展中国家科学院(TWAS)在官方网站上公布了新增选院士名单,中国科学院院士、南开大学副校长陈军当选发展中国家科学院院士,是化学科学领域唯一入选的中国科学家。
  发展中国家科学院称,陈军院士发展了“氧化还原—转晶”新方法可控合成三维金属氧(硫)化物电极材料,用于制备高性能电池。他的研究拓展了人们对于纳米材料在能源储存和转化领域应用的理解。
  此次共有来自全球22个国家和地区的35位科学家入围发展中国家科学院院士增选名单,其中有7位来自中国。
  陈军,无机化学家,中国科学院院士。1985-1992年在南开大学化学系学习,先后获学士、硕士学位,并于1992年留校工作;1996-1999年在澳大利亚伍伦贡大学材料系学习,获博士学位;1999-2002年在日本工业技术院大阪工业技术研究所任研究员。自2002年起任南开大学教授、博士生导师。现任南开大学副校长、先进能源材料化学教育部重点实验室主任。
  陈军长期从事新能源材料化学研究,已在Nature Chem.、Nature Commun.、Science Adv.、JACS、Angew. Chem.、Adv. Mater.、《中国科学:化学/材料》等期刊发表学术论文460余篇,他引65000余次。编著21世纪化学丛书《能源化学》《化学电源:原理、技术与应用》等著作。获中、美、欧发明专利授权23项,其中多孔尖晶石与层状电极材料的专利获得应用,取得了一定的经济效益。曾获2011年度国家自然科学奖二等奖、2006年度和2016年度天津市自然科学奖一等奖、2009年度国家教学成果奖一等奖、2013年度中国电化学贡献奖、2014年国家“万人计划”科技领军人才、2018年度全国五一劳动奖章、2020年度全国创新争先奖状等奖励。
  陈军同时兼任中国化学会常务理事、中国电化学专委会主任、天津市化学会理事长,中国可再生能源学会氢能专委会副主任,中国仪器仪表材料学会储能专委会副主任,英国皇家化学会会士,国际电化学学会(ISE)中国区代表,目前还是《无机化学前沿》(Inorg. Chem. Front.)《中国科学:材料》(Science China: Mater.)《高等学校化学学报》和《应用化学》副主编,ACS Energy Lett.、Nano Research等期刊编委。
  发展中国家科学院成立于1983年11月,是非政府、非政治和非营利性的国际科学组织,致力于支持和促进发展中国家的科学研究。发展中国家科学院院士一般从发展中国家的著名科学家中选举产生,外籍院士从发达国家的著名科学家中选举产生。截至目前,全球共有发展中国家科学院院士1302人,分布在数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学、农学、医学、工程科学、社会和经济学等十大领域。

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
水系电池在低温下反应动力学迟缓,导致比容量低、倍率性能差;同时,在高温下,由于副反应的增加,水系电池的容量会迅速衰减。
近日,南开大学陈军教授研发了以吩嗪阳极的水系宽温电池(−20~70℃),在4℃、1.2A·g−1(4C)的条件下产出了176.7mAh·g−1的容量,并稳定运行了13000次循环。

水系电池

水系电池
本文要点:
1)电池制备及PNZ表征:作者采用吩嗪阳极(PNZ)、Na0.44MnO4(NMO)阴极和10M的NaOH电解液构建了全电池,其中,负极组分为PNZ:科琴黑:PVDF=5:4:1.为了防止PNZ的溶解,在紫外光谱表征中观察得知PNZ的溶解度随着NaOH浓度的增加而逐渐降低,在10M NaOH中几乎不溶。
2)PNZ的电化学表征:CV测试对比了NaOH、 LiOH和KOH体系中的电化学行为,可知阳离子的选择会改变PNZ的电化学反应。同时,作者采用DFT计算、原位FTIR、原位Raman探索了阳离子的储能机制,证明Na2PNZ结构在储能过程中的电化学稳定性。同时,GITT和CV联用证明了10M NaOH下PNZ阳极拥有较高的扩散系数,为宽温性能奠定基础。
3)宽温性能表征:NaOH电解液在-20℃下没有冻结,其容量为67mAh·g−1(3A·g−1);在50℃时容量为120 mAh·g−1(3A·g−1)。高低温条件下的库伦效率均接近100%,2000圈后无明显衰减。在极端温度70℃下,其稳定的容量仍然保留有80 mAh·g−1。
综上,高浓度NaOH保护了PNZ阳极、提供了可靠的离子电导率和扩散系数,使得电池在宽温范围内能长期稳定运行。
Sun, T., Liu, C., Wang, J., et al. A phenazine anode for high-performance aqueous rechargeable batteries in a wide temperature range. Nano Research, 2020, 13, 676–683.

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