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材料与能源学院简介
(图片来源:电子科技大学材料与能源学院官网)
按照学校推进“新的办学结构改革”总体战略部署,2018年1月,由原微电子与固体电子学院(示范性微电子学院)和原能源科学与工程学院的材料、化学和能源等相关学科合并成立材料与能源学院。
学院依托学校高水平学科平台和校企合作平台,如“四川省柔性显示材料基因组工程研究中心”、“电子科技大学应用化学中心”、“电子科技大学先进能源技术研究院”、“电子科技大学医工结合应用医学研究中心”、“电子科技大学-长虹新能源材料与器件联合实验室”、“电子科技大学—晶澳太阳能有限公司新型钙钛矿-硅基叠层太阳能电池联合实验室”、“电子科技大学-富仕特微波铁氧体材料联合实验室”等,建设以电子信息+材料、化学和能源为特色的学科平台,目标是建成中国特色、世界一流的新型学院。
学院拥有材料科学与工程和化学工程与技术两个一级学科,均有20年以上悠久的办学历史和良好的成果积累,特色鲜明,优势突出。近几年瞄准国际前沿与电子信息产业重大需求,基础研究与应用研究并举,材料和化学两个学科都已进入国际ESI全球排名前1%,并取得国家科技进步二等奖、省部级科技进步一等奖等多项代表性业绩。
科研团队
1、新能源与器件团队
团队介绍:新能源与器件团队通过交叉融合物理、化学、材料、电子、电气等多个学科专业以及理论与实践相结合,突破能源吸收、转化、储存、传输及使用中的材料与器件技术瓶颈,培养基础扎实、科研突出、素质全面、勇于创新、具有国际视野的一专多能型高素质人才,推动光伏发电、动力电池、电动汽车等新能源技术的快速发展和应用,努力成为具有国际影响力的新能源技术研究团队。
研究方向:
(1)材料基因工程:基于先进材料基因理念,设计并开发高通量材料制备、评价与表征装备,并应用于锂电池核心材料、半导体材料及催化材料等新材料的研发;同时结合第一性原理计算及AI大数据分析构建材料基因数据库。
(2)超级电池:基于锂离子电池体系,开发高性能的电极及电解质新材料,着力于凝胶电解质、全固态锂电池以及超级薄膜电池的设计、开发及产业化应用。
(3)电源管理与驱动控制:设计开发先进的电源管理系统,通过将电源有效分配给系统的不同组件,降低组件闲置时的能耗,从而实现能源的高效管理和利用。
2、新能源材料与器件团队
研究方向:
(1)锂离子电池电极材料(正极材料、负极材料)
(2)化合物型薄膜太阳能电池材料设计与制备方法
(3)材料与器件表征技术
(4)锂硫电池
(5)固体氧化物燃料电池与聚变能
3、先进光电材料与器件研究中心
团队介绍:先进光电材料与器件研究团队以刘明侦教授为团队带头人,致力于系统性探索钙钛矿材料在新型维度、微观结构、性能调控及制备工艺等方面研究,结合自主研发超快光谱测试表征平台,探索载流子输运机理,努力突破钙钛矿材料及器件的现有知识壁垒及瓶颈,实现高效太阳能电池,推广光伏器件应用。团队目前承担国家自然科学基金、企业横向合作等多项科研项目,此外刘明侦教授以青年首席科学家身份牵头申请到电子科技大学首个国家重点研发项目。
研究方向:
(1) 新能源材料基础前沿科学:包括新型非卤素铅源制备高效钙钛矿太阳电池、 低维钙钛矿太阳电池器件及性能研究、 无机钙钛矿太阳能电池的制备、钙钛矿量子点的制备及应用。
(2) 新型太阳能电池与传统能源技术的交叉应用:包括钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的制备、钙钛矿/薄膜叠层太阳能电池的制备、全钙钛矿叠层太阳能电池的设计及制备研究。
(3) 钙钛矿太阳能电池的工业化应用:包括大面积钙钛矿薄膜的制备技术研究、真空热蒸镀设备的开发及在制备大面积钙钛矿薄膜的应用研究、大面积高效长效钙钛矿太阳能电池的制备及性能研究、钙钛矿载流子输运机理研究。
4、微纳功能材料与器件中心
团队介绍:微纳功能材料中心于2015年成立。团队负责人是简贤博士,主要成员有尹良君博士、慕春红博士、唐辉博士、Nasir Mahmood博士(兼职)。“微纳功能材料与器件中心(CMD)”主要研究方向聚焦于国家战略需求的微波吸收、能源存储及转化器件,研究思路以“材料-功能-器件-应用”路线为牵引,培养一批勇于创新、积极进取、敢于担当、具有国际化视野的综合性人才。
目前CMD中心代表性装置及技术有:(1)石墨烯胶囊高通量合成技术,(2)二维单晶高通量制备装置及技术,(3)金属氧化物表面原位生长石墨烯胶囊技术,(4)原位Raman-ALD-CVD联用技术,(5)微弧氧化技术。
CMD中心发展的新材料有:石墨烯胶囊、储能材料、二维单晶材料、发光材料、量子点材料、超高温陶瓷材料、巨介电陶瓷材料。CMD中心研究成果主要应用:微波吸收器件、清洁能源存储器件(锂离子电池、钠离子电池、超级电容器、传感器)、热障涂层、光催化领域、高介电材料电容器件。
研究方向:
(1)微波吸收材料:包括超高温陶瓷、石墨烯胶囊为主的微波吸收材料等。
(2)清洁能源储能材料及器件:包括石墨烯胶囊为主的超级电容器、锂离子、钠离子电池,锂空气电池等。
(3)能量转换材料及器件: 发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和平板显示器件中,光转换材料作为关键材料,影响器件的能效和寿命,通过实验和计算相结合,提高器件光学性能。
(4)超高温陶瓷的设计和实现,提升其在特殊领域的抗氧化性能。
(5)微纳功能涂层和器件:主要包括金属表面陶瓷化、多层核壳结构功能纳米粒子等方面的研究。
5、先进电能源技术研究中心
6、先进能源材料与系统
科研团队研究涉及高能量密度电化学储能电池和热电电池两个方向。特别是,通过薄膜热电电池(发电)和薄膜锂电池(储能)的一体化集成,形成了微能源系统,是微纳器件的首选可集成化电源,在特殊领域具有应用前景。在金属锂负极材料、固态锂电池、有机钾离子电池的研发方面获得了原创性成果。获得了国家及地方、国防及企业的多项资金支持,团队具有高水平的薄膜电池/微电池和先进能源材料研发平台。
7、可持续能源与催化团队
团队介绍:随着丰富的可再生电力的出现,许多行业正在转向电气化以降低碳强度。团队正在开发将二氧化碳(CO2)转化为化学燃料和原料的电催化技术,以及下一代催化剂和电池设计。另外,还致力于开发可以直接电合成纯化学品的技术。
目前,团队已经开发了一系列的可控合成方法来精确调节催化剂的组成、晶面、尺寸、缺陷、表面、界面、配位环境等结构特征。团队成功合成了缺陷丰富材料、二维材料、单原子碳材料、单原子合金、高熵合金等。在电池设计部分,团队开发了一种新型的固体电解质反应器,实现了纯液体产品的直接生产和收集,免除了产品分离纯化等下游处理。
研究方向:
(1)二氧化碳电气化
开发基于电化学二氧化碳减排的变革性技术,以实现化学品、燃料、药物甚至食品的实际生产。工作重点是探索高效的催化剂和新型电化学CO2还原反应器的设计。
(2)小分子电合成
目标是开发电化学过程,使用清洁的电力在温和的条件下生产各种化学品。设计高效的电催化剂和开发先进的反应器现场电合成纯产物,如H2O2, IPA,苯酚等。
(3)能量储存
开发0D、1D和2D纳米材料的设计和合成策略,以提高电池和超级电容器应用的电极材料性能。特别对无机层状材料的开发,包括氧化物,硫系化合物,MOFs和MXenes。研究不同的电池设计,包括混合电容器和移动离子电容器。开发低维纳米材料的溶液加工、功能化和微制造策略,以制造微超级电容器,并将其与传感器集成,用于自供电微系统。
参考来源:电子科技大学材料与能源学院
(中国粉体网编辑整理/青黎)
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