河南大学材料学院、特种功能材料教育部重点实验室举办的河南大学110周年学术系列活动--“先进材料中原论坛-能源材料化学”报告会于2022年8月13日成功举行。会议由河南大学材料学院赵勇教授和时新建教授主持，采取线上模式（腾讯会议）进行。

此次学术论坛共聚集了国内能源材料和能源化学领域的6位著名学者，均为基金委杰出青年基金获得者或者国家千人，采取线上学术报告模式，河南大学材料学院和相关学院/实验室的老师学生及国内相关领域研究者逾百人参加了学术论坛。与会师生认真聆听报告，并踊跃发言交流，共同探讨了能源材料化学领域的发展及学术问题。

白锋副院长首先简单地介绍了河南大学和材料学院的发展历程，并对与会专家表达了诚挚感谢。杜祖亮院长感谢了与会专家对河南大学材料学院和特种功能材料教育部重点实验室的大力支持，并热情地邀请各位专家到河大进行现场指导与交流。“先进材料中原论坛-能源材料化学”拉开了序幕。

论坛线上报告会场及部分专家报告截图

8月13日上午厦门大学杨勇教授以《钠离子电池锰基氧化物正极材料构效关系及稳定性研究》为题作了此次论坛的首场报告。与锂电池相比，钠离子电池（SIBs）的钠源丰度高、分布广，因此有望实现大规模电网存储。在各种钠存储阴极中，层状钠过渡金属氧化物（Na_xMnO₂）由于其组成多种多样、易于扩展制备和高可逆比容量而受到了广泛关注。在该报告中杨教授详细介绍了他们采用的不同的策略，如等价掺杂、ALD涂层和受控热处理，合成了若干系列P₂型锰基阴极材料，并获得了未来发展的有前景的结果。此外，杨教授通过比较15组Na_0.67M_xMn_1-xO₂材料（M=Al、Fe、Mg、Li），全面研究了等价掺杂元素和冷却方式对长程结构、局部环境和电化学性能的影响，并证明了优化后的材料在已报道的P₂型层状氧化物中表现出非常高的初始容量以及循环稳定性。

中国科学院物理研究所李泓教授作了《前瞻电池材料的发展趋势讨论》报告。高能量密度、高功率密度、长循环寿命和日历寿命、宽工作温度、高安全的电池在消费电子、交通运输、清洁能源、工业制造、航空航天、5G通讯、数据中心、国家安全等几乎所有的人类生产、生活领域获得广泛的应用。同时，先进电池技术推动交通革命，能源革命，双碳目标的实现，支撑着电动中国理念的落实。电池的发展离不开先进电池材料的发展。在报告中李泓教授小结电池及电池材料发展的历史，根据热力学计算和电池技术目前的进展讨论了电池发展的趋势，据此指出重要的电池材料的发展趋势，创新的机会以及重要的科学问题和关键技术，并预测了二次电池的技术路线。

清华大学张跃刚教授以《锂硫电池和镁硫电池的关键材料设计及其原位表征》为题作了报告。高能量密度二次电池是可再生能源利用的关键，而锂硫电池和镁硫电池因为其高理论容量而成为有希望超越当前锂离子电池的候选者。然而，这两种电池的实际应用仍然存在许多阻碍，很多基础问题，例如，硫正极的高电化学反应势垒、多硫化物穿梭效应、金属负极稳定性等，亟待得到深入研究和解决。报告中，在进一步改善电极材料、电解液、界面设计的同时，为了研究这些材料在电池充放电过程中的结构与化学变化，张教授介绍了他们开发的多种原位电化学芯片和测试装置，实现了对电极材料及其界面在真实电化学反应过程中的实时电子显微镜观测和同步辐射X射线能谱测量，从而加强了对电池中物质和能量传输机制及其与电解液等环境因素的关联，为设计具有更高能量密度的二次电池提供了依据。

南京大学胡征教授作了题为《碳纳米笼——能源存储和转换的新平台》的报告。过去的35年相继发现了富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯和石墨炔，纳米碳材料成为当今最令人关注的前沿领域之一。胡征教授课题组长期致力于能源纳米材料物理化学研究，在新型纳米碳材料的设计及能源应用、特别在介观结构碳纳米笼研究方面有长期积累。介观结构碳纳米笼具有微孔-介孔-大孔连通共存、物料/电荷能够高效协同输运、活性物种得以高效利用等特点，正在成为开发先进能源转换和存储功能的新平台。在报告中胡教授着重介绍了：①碳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、锂硫电池等），④碳纳米笼研究面临的机遇和挑战。

北京化工大学孙晓明教授作了题为《气体超浸润纳米阵列电极及氢能应用》的报告。气体参与的电化学反应主要包括：气体“溢出”和 “吸收”反应，二者是影响电催化效率及相应器件性能的关键因素。对于气体溢出电催化反应，产生的气泡如果不能及时离开电极表面，就会积聚成气膜覆盖在表面，减小有效的催化面积，增加电解质的扩散阻力和极化效应，最终导致能量损耗增加。在报告中孙教授通过构筑一系列有序微纳结构得到了不同的水下超疏气电极分别用于析氢、析氧反应等，提高电催化效率。在气体消耗反应中，通过构筑微纳结构“超亲气”电极，提高“耗气”反应的电催化效率。最后孙教授强调，通过构筑微纳结构提升气体扩散性能，与掺杂、负载等方式调变材料的本征活性，对于提升电极的催化性能同样重要。

中科院大连化学物理研究所的彭章泉教授作了题为《电化学质谱研究方法：原理和应用》的报告。电化学体系中，电极/电解质界面由于其重要的物理化学性质而被备受研究者关注。传统电化学手段只能给出电流和电压等“宏观”信号，无法提供电极/电解质界面分子的微观信息。原位表面科学技术的发展使研究电化学界面的物理化学过程成为可能。尽管如此，绝大部分表面技术受限于真空环境，使得电化学界面研究（尤其是固-液界面）具有很大的挑战性。电化学质谱技术作为一种鉴定电化学反应产物或中间体（不管是气相，液相或固相）的强有力手段且不受限于真空环境，为电化学界面的完整物理化学图像呈现提供了可能性。在本报告中，彭教授详细介绍了电化学质谱的原理与应用。

此次系列论坛为能源材料和能源化学及相关专业搭建了高质量的交流和合作的平台，以增强学术交流，开阔学术视野为目的，服务于交叉学科与学科群建设，使我校青年师生获得更广阔的思考角度与具备创新意识的研究思路。赵勇教授代表论坛主办方再次感谢六位报告人的精彩报告，正值河南大学110周年校庆之际，欢迎大家疫情阴霾散去后再来河南大学指导交流。