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我室孙世刚院士新书《电化学能源材料结构设计和性能调控》出版

发布日期:2021年03月03日   浏览次数:


随着能源资源日益短缺和环境加速恶化,开发可再生能源,建立清洁、高效的新能源结构,是人类社会可持续发展面临的共同挑战。在未来新能源结构和社会发展中,电化学能源技术是可再生能源开发利用的基础,是新能源汽车产业发展的核心技术,是国防安全、太空和深海探测的有力保障,是下一代通信、人工智能、大数据等高新技术发展的重要支撑。

无论是燃料电池还是二次电池的性能都极大地取决于电极材料的性能,而电极材料的结构则是决定其性能的关键因素。燃料电池中的反应发生在催化剂表界面,而二次电池的反应不仅在电极表界面进行,还涉及电极材料的体相传输。因此,从原子、分子层次设计燃料电池催化剂和二次电池电极材料的结构,并发展有效的策略和方法实现结构控制合成,从而大幅度提升其性能一直是关键的科学问题和基础研究的前沿。基于此,厦门大学孙世刚院士团队最新力作《电化学能源材料结构设计和性能调控》融合电化学能源材料的基础理论、最新研究进展和发展前沿,结合作者长期的科学研究实践和知识积累,从表面原子排列结构、表面传输通道结构和纳米结构等层次阐述电化学能源材料的结构与性能的构效关系,并通过典型的研究实例论述电化学能源材料的结构设计和性能调控。


基于对电化学能源材料结构与性能的构效规律的理解,本书概述了模型催化剂的基础,包括表面结晶学基础和金属单晶模型催化剂的制备及其在固|液界面电化学条件下的表征;以铂金属单晶模型电催化剂为例,系统论述了多种液体燃料分子在催化剂表面解离吸附和氧化反应动力学,以及多种直接液体燃料电池中阳极和阴极催化剂的表面结构效应;结合燃料电池、二次电池等电化学能源体系的发展,系统阐述了高指数晶面/高表面能纳米催化剂的控制合成、性能表征和应用,燃料电池非贵金属氧还原催化剂的活性位结构、性能与稳定性,锂离子电池正极和负极材料的结构与性能调控等方面的基础、研究进展和发展方向。



作者简介


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作者简介

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孙世刚,1954年生。中国科学院院士,国际电化学会会士,英国皇家化学会会士。厦门大学化学化工学院教授,固体表面物理化学国家重点实验室学术委员会主任,中国化学会副理事长。长期从事电催化、谱学电化学和能源电化学研究。获中国化学会电化学委员会首届“中国电化学贡献奖”、中国光学学会和中国化学会“中国光谱成就奖”、国际车用锂电池协会“终身成就奖”、国际电化学会“布赖恩·康韦(Brian Conway)”奖章、国家自然科学奖二等奖等多项奖励和荣誉。担任国际电化学会(ISE)会刊Electrochimica Acta,《化学学报》、《化学教育》等学术期刊副主编,中国电化学委员会会刊《电化学》主编。


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《电化学能源材料结构设计和性能调控》

孙世刚 等 著

北京:科学出版社,2021.2

(能源化学与材料丛书/包信和总主编)

“十三五”国家重点出版物出版规划项目

ISBN 978-7-03-067242-1

责任编辑:李明楠 


内容简介


本书根据作者长期的科学研究实践,融合相关基础理论、最新研究进展和发展前沿,从表面原子排列结构、传输通道结构和纳米结构等层次阐述电化学能源材料的结构与性能的构效关系,并通过典型的电催化反应(氢气和 C1、C2 有机小分子氧化,氧气、二氧化碳和氮气还原)和电化学能源器件(质子交换膜燃料电池、二次电池)中的研究实例论述电催化剂和电极材料等电化学能源材料的结构设计和性能调控。


本书适合从事电催化、电化学、催化化学、表界面科学、化学工程和能源、材料、纳米技术等交叉学科领域的科技工作者,以及相关领域学习的研究生和高年级本科生参考。