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　　 近日，北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院曲選輝團隊在Energy & Environmental Science（IF=30.067）上發(fā)表了題為“Zero-strain K0.6Mn1F2.7 hollow nanocubes for ultrastable potassium ion storage”的論文（DOI: 10.1039/C8EE01611A），該工作報道了一種合成均勻中空KMnF-NCs的新方法，并通過控制刻蝕反應(yīng)時間在晶體結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造缺陷與空位。由于K和F空位的存在，這個特殊結(jié)構(gòu)可以容納由于鉀離子插入引起的體積膨脹，進而提高KIBs的容量、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。同時，該研究表明KMnF-NCs的晶體結(jié)構(gòu)缺陷對刻蝕反應(yīng)具有重要影響。

       在可逆充放電過程中，該片層結(jié)構(gòu)包覆的空心納米塊可以提供較大的比表面積并具有贗電容特性，進而使材料具有展現(xiàn)出高容量、高穩(wěn)定性和優(yōu)秀的倍率性能。在400 mA·g-1的大電流密度下循環(huán)10000次仍可保持110 mAh·g-1 的容量，容量保持率高達99%。除此之外，該工作通過原位XRD和DFT計算，證明了該材料在脫嵌K離子過程中的體積變化基本可以忽略，表明刻蝕后的KMnF-NCs可以作為一類新的具有良好循環(huán)穩(wěn)定性的零應(yīng)變KIBs負極材料。北京科技大學(xué)劉志偉博士和李平教授為該論文的第一作者，北京大學(xué)王偉博士為共同通訊作者。

　　

　　曲選輝教授團隊長期從事特種粉體材料制備、粉末冶金近終形成形技術(shù)的研究。近年來，該團隊在曲選輝、秦明禮和李平教授的帶領(lǐng)下，致力于將新型粉體材料技術(shù)應(yīng)用于難熔金屬、軟磁合金、高導(dǎo)熱氮化鋁、鋰離子和鉀離子電極材料及燃料電池催化劑等新材料中。研制的近球形微細（納米）鎢粉、鐵粉和氮化鋁陶瓷粉滿足了粉末注射成形技術(shù)的需要，實現(xiàn)了這類難加工材料制品的近終形精密制造。相關(guān)產(chǎn)品已在國防和民用領(lǐng)域獲得應(yīng)用，曾獲國家發(fā)明專利40余項，教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項（2011年度）、中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎（技術(shù)發(fā)明）一等獎2項（2016、2017年度）。

　　

　　2016年以來，該團隊設(shè)計合成了一系列新型的電極材料，顯著提高鋰離子和鉀離子電池循環(huán)容量與穩(wěn)定性。同時，為了降低貴金屬催化劑在催化領(lǐng)域的用量，提出了貴金屬催化劑納米晶在碳與非貴金屬催化劑表面固定的概念。基于這些新材料，該團隊探索了其在電容器，電解水析氫、析氧以及吸波材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。該系列創(chuàng)新性成果發(fā)表在Adv. Funct Mater, 2018, Accepted; Energy Storage Mater, 2018, 10, 268. J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 11147; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 7053; ACS Appl. Mater. Inter, 2016, 8, 15582; ACS Appl. Mater. Inter, 2016, 8, 25954, Chem. Commun, 2017, 53, 2922等國際知名期刊上。