余彦,中国科学技术大学教授,国家杰青、英国皇家化学会会士、兼任Journal of Power Sources副主编。目前在Science, Nature Energy, Advanced Materials等国际著名期刊上发表论文280余篇,其中包括以通讯作者发表Advanced Materials 30余篇。SCI他引22000余次,H指数84(WOS数据库数据,见下图)。入选科睿唯安以及爱思唯尔材料类高被引学者榜单。近年获奖如下:第十七届中国青年女科学家奖(2021)、第十六届中国青年科技奖(2020)、安徽省自然科学一等奖(第一完成人,2020)、 Elsiver出版社“Materials Today Rising Star”奖(2019)、Wiley出版社“Outstanding Young Researcher”(2018)、中国硅酸盐学会青年科技奖(2017)、Wiley出版社“Small Young Innovators”奖(2017)、中国化工学会侯德榜科技青年奖(2017)等。研究领域:功能材料的电化学制备、化学储能及相关电化学基础研究。主要研究方向为一维纳米材料的可控制备及应用、高性能锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等关键电极材料的设计、合成及储能机制。课题组官网:http://staff.ustc.edu.cn/~yanyumse/index.html
图2. Na2Te (K2Te) 保护层的构建及表征因此,获得的Na2Te修饰的Na金属(Na@Na2Te)电极在低成本碳酸盐电解液中(电流密度为1 mA cm-2)表现出700 h的长循环稳定性,且具有1 mAh cm-2的剥离/电镀容量。组装的Na3V2(PO4)3 (NVP)//Na@Na2Te电池中在在20 C时 3000次循环后显示出93% 的超高容量保持率和创纪录的功率密度(29687 W kg-1,对应的能量密度为223 Wh kg-1)。
图3. NVP//Na和NVP//Na@Na2Te电池的电化学性能对于K金属负极,K2Te改性样品 (K@K2Te) 在 0.5 mA cm-2下的碳酸盐电解液中显示出 800 小时的长寿命且具有高达0.5 mAh cm-2的可逆容量。当与苝-3,4,9,10-四羧酸二酐 (PTCDA) 正极配对使用时,电池具有出色的循环性能(20 C下1000次循环后容量保持率为76%),在能量密度为154 Wh kg-1时功率密度达20 577 W kg-1。因此,简单、低成本的Na2Te/K2Te界面层的设计为在大规模储能中实现钠/钾金属电池的高功率密度和长循环寿命提供了新的机会。
图4. 裸K和K@K2Te的理论模拟和电池的电化学性能Design Principles of Sodium/Potassium Protection Layer for High-Power High-Energy Sodium/Potassium-Metal Batteries in Carbonate Electrolytes: a Case Study of Na2Te/K2Te, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202106353https://doi.org/10.1002/adma.202106353
余彦教授、姚雨及西北大学白晋涛教授等人设计了Mo2N-W2N异质结构嵌入球形碳超结构(Mo2N-W2N@PC)作为S主体,以有效抑制NaPS穿梭并分析电催化机制。分级多孔球形超结构具有优异的导电性和丰富的微孔结构,可以改善反应动力学并适应充放电过程中电极材料的体积膨胀。Mo2N-W2N异质结构可以提供强大的吸附来抑制穿梭效应,增强离子扩散性,促进NaPS的快速转化。结合这些优点,S/Mo2N-W2N@PC正极在0.2 A g-1下100 次循环后提供799 mAh g-1的高容量,具有优异循环稳定性,在1 A g-1下400 次循环后仍能实现517 mAh g-1的优异长循环性能。此外,非原位XRD、紫外-可见 (UV-vis) 光谱和沉淀实验揭示了电催化反应机理。这项工作展示了一种新颖的异质结构设计策略,可实现高性能Na-S电池。Mo2N-W2N Heterostructures Embedded in Spherical Carbon Superstructure as Highly Efficient Polysulfide Electrocatalysts for Stable Room-Temperature Na-S Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202103846https://doi.org/10.1002/adma.2021038462. 定量共组装精确合成的介孔纳米球及其孔结构相关的催化性能余彦教授、俞汉青教授及黄贵祥等人开发了一种用于合成树脂/二氧化硅复合材料及其衍生多孔球体的定量共组装方法。碳和二氧化硅前体的组装行为在没有表面活性剂的情况下进行调节,并且复合球体的生长动力学受到定量控制。这种组装方法能够精确控制衍生碳球的尺寸和孔结构,为探索多孔材料的结构-性能关系提供了一个很好的平台,并证明了它们在水净化过程的催化性能与孔隙结构密切相关。这项工作为多孔碳球的精确合成提供了一种简单而可靠的方法,并为多孔材料的功能导向设计提供了见解。Quantitative Coassembly for Precise Synthesis of Mesoporous Nanospheres with Pore Structure-Dependent Catalytic Performance, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202103130https://doi.org/10.1002/adma.2021031303. 结构工程控制MoS3负极体积膨胀,实现高性能的非锂基可充电电池余彦教授、厦门大学张桥保副教授等人首次开发了一种新方法,通过合理控制还原氧化石墨烯 (rGO) 表面上MoS3的内在各向同性生长来构建2D非晶MoS3-on-rGO异质结构。受益于可忽略不计的体积膨胀和低钠化应变、优异的结构稳定性和优异的电化学动力学,基于2D非晶MoS3-on-rGO的钠离子电池在10 A g-1的高速率下具有高达40000次循环的显著循环稳定性。此外,该异质结构在固态钠电池(SSBs)、钾离子电池(KIBs)、锌离子电池(ZIBs)、混合超级电容器等非锂离子电池的储能系统中也显示出优异的兼容性,展示了其优异的应用前景。Harnessing the Volume Expansion of MoS3 Anode by Structure Engineering to Achieve High Performance Beyond Lithium-Based Rechargeable Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202106232https://doi.org/10.1002/adma.202106232