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材料與能源學院簡介
(圖片來源:電子科技大學材料與能源學院官網(wǎng))
按照學校推進“新的辦學結構改革”總體戰(zhàn)略部署,2018年1月,由原微電子與固體電子學院(示范性微電子學院)和原能源科學與工程學院的材料、化學和能源等相關學科合并成立材料與能源學院。
學院依托學校高水平學科平臺和校企合作平臺,如“四川省柔性顯示材料基因組工程研究中心”、“電子科技大學應用化學中心”、“電子科技大學先進能源技術研究院”、“電子科技大學醫(yī)工結合應用醫(yī)學研究中心”、“電子科技大學-長虹新能源材料與器件聯(lián)合實驗室”、“電子科技大學—晶澳太陽能有限公司新型鈣鈦礦-硅基疊層太陽能電池聯(lián)合實驗室”、“電子科技大學-富仕特微波鐵氧體材料聯(lián)合實驗室”等,建設以電子信息+材料、化學和能源為特色的學科平臺,目標是建成中國特色、世界一流的新型學院。
學院擁有材料科學與工程和化學工程與技術兩個一級學科,均有20年以上悠久的辦學歷史和良好的成果積累,特色鮮明,優(yōu)勢突出。近幾年瞄準國際前沿與電子信息產(chǎn)業(yè)重大需求,基礎研究與應用研究并舉,材料和化學兩個學科都已進入國際ESI全球排名前1%,并取得國家科技進步二等獎、省部級科技進步一等獎等多項代表性業(yè)績。
科研團隊
1、新能源與器件團隊
團隊介紹:新能源與器件團隊通過交叉融合物理、化學、材料、電子、電氣等多個學科專業(yè)以及理論與實踐相結合,突破能源吸收、轉(zhuǎn)化、儲存、傳輸及使用中的材料與器件技術瓶頸,培養(yǎng)基礎扎實、科研突出、素質(zhì)全面、勇于創(chuàng)新、具有國際視野的一專多能型高素質(zhì)人才,推動光伏發(fā)電、動力電池、電動汽車等新能源技術的快速發(fā)展和應用,努力成為具有國際影響力的新能源技術研究團隊。
研究方向:
(1)材料基因工程:基于先進材料基因理念,設計并開發(fā)高通量材料制備、評價與表征裝備,并應用于鋰電池核心材料、半導體材料及催化材料等新材料的研發(fā);同時結合第一性原理計算及AI大數(shù)據(jù)分析構建材料基因數(shù)據(jù)庫。
(2)超級電池:基于鋰離子電池體系,開發(fā)高性能的電極及電解質(zhì)新材料,著力于凝膠電解質(zhì)、全固態(tài)鋰電池以及超級薄膜電池的設計、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用。
(3)電源管理與驅(qū)動控制:設計開發(fā)先進的電源管理系統(tǒng),通過將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件,降低組件閑置時的能耗,從而實現(xiàn)能源的高效管理和利用。
2、新能源材料與器件團隊
研究方向:
(1)鋰離子電池電極材料(正極材料、負極材料)
(2)化合物型薄膜太陽能電池材料設計與制備方法
(3)材料與器件表征技術
(4)鋰硫電池
(5)固體氧化物燃料電池與聚變能
3、先進光電材料與器件研究中心
團隊介紹:先進光電材料與器件研究團隊以劉明偵教授為團隊帶頭人,致力于系統(tǒng)性探索鈣鈦礦材料在新型維度、微觀結構、性能調(diào)控及制備工藝等方面研究,結合自主研發(fā)超快光譜測試表征平臺,探索載流子輸運機理,努力突破鈣鈦礦材料及器件的現(xiàn)有知識壁壘及瓶頸,實現(xiàn)高效太陽能電池,推廣光伏器件應用。團隊目前承擔國家自然科學基金、企業(yè)橫向合作等多項科研項目,此外劉明偵教授以青年首席科學家身份牽頭申請到電子科技大學首個國家重點研發(fā)項目。
研究方向:
(1) 新能源材料基礎前沿科學:包括新型非鹵素鉛源制備高效鈣鈦礦太陽電池、 低維鈣鈦礦太陽電池器件及性能研究、 無機鈣鈦礦太陽能電池的制備、鈣鈦礦量子點的制備及應用。
(2) 新型太陽能電池與傳統(tǒng)能源技術的交叉應用:包括鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池的制備、鈣鈦礦/薄膜疊層太陽能電池的制備、全鈣鈦礦疊層太陽能電池的設計及制備研究。
(3) 鈣鈦礦太陽能電池的工業(yè)化應用:包括大面積鈣鈦礦薄膜的制備技術研究、真空熱蒸鍍設備的開發(fā)及在制備大面積鈣鈦礦薄膜的應用研究、大面積高效長效鈣鈦礦太陽能電池的制備及性能研究、鈣鈦礦載流子輸運機理研究。
4、微納功能材料與器件中心
團隊介紹:微納功能材料中心于2015年成立。團隊負責人是簡賢博士,主要成員有尹良君博士、慕春紅博士、唐輝博士、Nasir Mahmood博士(兼職)。“微納功能材料與器件中心(CMD)”主要研究方向聚焦于國家戰(zhàn)略需求的微波吸收、能源存儲及轉(zhuǎn)化器件,研究思路以“材料-功能-器件-應用”路線為牽引,培養(yǎng)一批勇于創(chuàng)新、積極進取、敢于擔當、具有國際化視野的綜合性人才。
目前CMD中心代表性裝置及技術有:(1)石墨烯膠囊高通量合成技術,(2)二維單晶高通量制備裝置及技術,(3)金屬氧化物表面原位生長石墨烯膠囊技術,(4)原位Raman-ALD-CVD聯(lián)用技術,(5)微弧氧化技術。
CMD中心發(fā)展的新材料有:石墨烯膠囊、儲能材料、二維單晶材料、發(fā)光材料、量子點材料、超高溫陶瓷材料、巨介電陶瓷材料。CMD中心研究成果主要應用:微波吸收器件、清潔能源存儲器件(鋰離子電池、鈉離子電池、超級電容器、傳感器)、熱障涂層、光催化領域、高介電材料電容器件。
研究方向:
(1)微波吸收材料:包括超高溫陶瓷、石墨烯膠囊為主的微波吸收材料等。
(2)清潔能源儲能材料及器件:包括石墨烯膠囊為主的超級電容器、鋰離子、鈉離子電池,鋰空氣電池等。
(3)能量轉(zhuǎn)換材料及器件: 發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和平板顯示器件中,光轉(zhuǎn)換材料作為關鍵材料,影響器件的能效和壽命,通過實驗和計算相結合,提高器件光學性能。
(4)超高溫陶瓷的設計和實現(xiàn),提升其在特殊領域的抗氧化性能。
(5)微納功能涂層和器件:主要包括金屬表面陶瓷化、多層核殼結構功能納米粒子等方面的研究。
5、先進電能源技術研究中心
6、先進能源材料與系統(tǒng)
科研團隊研究涉及高能量密度電化學儲能電池和熱電電池兩個方向。特別是,通過薄膜熱電電池(發(fā)電)和薄膜鋰電池(儲能)的一體化集成,形成了微能源系統(tǒng),是微納器件的首選可集成化電源,在特殊領域具有應用前景。在金屬鋰負極材料、固態(tài)鋰電池、有機鉀離子電池的研發(fā)方面獲得了原創(chuàng)性成果。獲得了國家及地方、國防及企業(yè)的多項資金支持,團隊具有高水平的薄膜電池/微電池和先進能源材料研發(fā)平臺。
7、可持續(xù)能源與催化團隊
團隊介紹:隨著豐富的可再生電力的出現(xiàn),許多行業(yè)正在轉(zhuǎn)向電氣化以降低碳強度。團隊正在開發(fā)將二氧化碳(CO2)轉(zhuǎn)化為化學燃料和原料的電催化技術,以及下一代催化劑和電池設計。另外,還致力于開發(fā)可以直接電合成純化學品的技術。
目前,團隊已經(jīng)開發(fā)了一系列的可控合成方法來精確調(diào)節(jié)催化劑的組成、晶面、尺寸、缺陷、表面、界面、配位環(huán)境等結構特征。團隊成功合成了缺陷豐富材料、二維材料、單原子碳材料、單原子合金、高熵合金等。在電池設計部分,團隊開發(fā)了一種新型的固體電解質(zhì)反應器,實現(xiàn)了純液體產(chǎn)品的直接生產(chǎn)和收集,免除了產(chǎn)品分離純化等下游處理。
研究方向:
(1)二氧化碳電氣化
開發(fā)基于電化學二氧化碳減排的變革性技術,以實現(xiàn)化學品、燃料、藥物甚至食品的實際生產(chǎn)。工作重點是探索高效的催化劑和新型電化學CO2還原反應器的設計。
(2)小分子電合成
目標是開發(fā)電化學過程,使用清潔的電力在溫和的條件下生產(chǎn)各種化學品。設計高效的電催化劑和開發(fā)先進的反應器現(xiàn)場電合成純產(chǎn)物,如H2O2, IPA,苯酚等。
(3)能量儲存
開發(fā)0D、1D和2D納米材料的設計和合成策略,以提高電池和超級電容器應用的電極材料性能。特別對無機層狀材料的開發(fā),包括氧化物,硫系化合物,MOFs和MXenes。研究不同的電池設計,包括混合電容器和移動離子電容器。開發(fā)低維納米材料的溶液加工、功能化和微制造策略,以制造微超級電容器,并將其與傳感器集成,用于自供電微系統(tǒng)。
參考來源:電子科技大學材料與能源學院
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎)
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