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国际顶刊发表!物理学院与材化学院团队攻克高熵材料“分家”难题
作者
赵赢营
来源
物理学院 材化学院
更新时间
2026-07-10

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哈工程深入贯彻落实党的二十大和二十届历次全会精神,持续深入贯彻落实习近平总书记视察学校重要讲话重要指示精神,落实双碳战略,服务能源领域高水平科技自立自强。近日,哈尔滨工程大学物理学院与材化学院团队联合温州大学侴术雷教授,提出元素相容性导向的低混合焓相工程新策略,解决高熵材料易相分离的行业痛点,同步实现电极高容量、快充特性与长循环稳定性综合性能提升。

相关研究成果以“通用相工程调控高熵硫化物,实现超高容量、超快动力学与稳定储钠”为题,发表于国际材料领域顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)。材化学院2023级硕士研究生曹铂堉为论文第一作者,物理学院陈玉金教授,材化学院朱春玲教授,物理学院赵赢营、杨迪副教授,温州大学侴术雷副教授共同担任通讯作者,哈尔滨工程大学为第一单位。

元素化学相容性调控的低混合焓单相高熵硫化物的设计理念及钠离子储存优势

钠离子电池资源丰富、成本低廉,大规模储能领域极具前景的锂离子电池替代体系。普通金属硫化物导电性差、充放电结构易损毁;潜力更高的高熵材料常因元素适配失衡发生相分离,无法发挥多元素协同优势。团队结合混合焓、原子尺寸、电负性三项参数筛选组分,制备出铬掺杂单相高熵硫化物HES-Cr,对照钼掺杂两相样品证实元素匹配度是维持均匀单相结构的核心,明确了物相可控合成底层逻辑。

HES-Cr综合电化学性能优于同期同类材料,搭配磷酸钒钠正极组装的全电池可稳定点亮发光器件,具备实际应用价值。团队通过原位表征、第一性原理计算与有限元仿真,阐明电子离域、晶格应力缓冲、可逆转化界面三重协同增效机理;同时建立三参数定量预判标准,减少新材料研发试错成本,为多元储能电极设计提供量化工具。

该研究构建“理论筛选—精准合成—机理分析—器件验证”完整研究闭环,厘清高熵硫化物组分、物相与储能性能的内在关联,为新一代高性能储能负极研发提供全新思路。

《Advanced Materials》是Wiley旗下材料领域权威顶刊,聚焦能源、纳米、功能材料前沿创新成果,学术影响力全球领先,最新影响因子29.1。

编辑:李颖超  审核:吴丹丹
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