 前言 2019年9月10日，陈忠伟当选加拿大皇家科学院院士。这是继2017年当选为加拿大工程院院士后，陈忠伟校友成为加拿大最年轻的两院院士。他致力于燃料电池、高能硅基锂离子电池、硅硫锂电池、锌空储能电池以及超级电容器的低成本纳米材料开发与创新，其研究领域包括非贵金属催化剂、碳纳米管、石墨烯、金属纳米管、纳米线以及复合膜等，不少技术都被公认为世界尖端技术。这样一位卓越的科学家，其领导的应用纳米材料与清洁能源实验室又是怎样的呢？ 应用纳米材料与清洁能源实验室  实验室简介 研究团队致力于开发用于清洁，可持续能源技术的独特纳米结构材料。具体而言，兴趣在于聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC），锂离子（Li-ion）电池，金属空气电池，锂硫（Li-S）电池和各种下一代电池的纳米结构材料开发。其中包括氮掺杂碳纳米管和石墨烯，独特纳米结构金属和金属氧化物及创新的纳米复合材料。 目前的研究项目 质子交换膜燃料电池 实验室研究集中在开发高效，高性能和廉价的催化剂材料上，以使该技术的日益广泛的商业化永存。方法涉及以下方面的研究：
下一代可充电储能系统 研究主要集中在用于下一代可充电储能系统的新型电极材料和电极架构的设计和开发。 1.硅硫电池 当前制造Si-S电池的技术受到阳极和阴极材料的快速容量衰减的限制，这主要是由于Si的大量变化引起阳极的严重破裂和粉碎以及中间多硫化锂的溶解。产物中的电解质和Li2S的绝缘性。研究小组正在开发新技术，以稳定高性能Si-S电池的Si阳极和S阴极。 2.超级电容器 与锂电池相比，超级电容器具有更高的功率，但能量更低。团队主要致力于开发用于高性能不对称超级电容器的过渡金属氧化物-碳复合材料。特别是设计并构建了具有离子和电子途径的坚固的电极体系，以改善电极动力学。 3.钠离子电池/超级电容器 钠的丰富性使得基于Na离子的设备作为替代性可持续能源存储系统非常有吸引力。研究团队正在为Na离子电池和超级电容器开发具有快速动力学和长循环稳定性的过渡金属硫化物-石墨烯复合材料。 可充电金属空气电池 实验室研究重点是开发新型双功能催化剂，该催化剂能够催化氧还原（电池放电）和氧逸出（电池充电）反应，从而创造出切实可行的可充电锌空气电池。此外，还专注于空气和锌电极以及固体电解质膜的设计和性能优化。最后，我们旨在将这些组件组合成各种形式的可充电锌空气电池。 锂离子电池电极材料 为了提高锂电池性能，耐用性和安全性，同时降低成本，需要设计和开发独特的纳米结构电极材料。实验室研究重点是开发高性能阳极材料，包括纳米结构的多孔碳和高表面积石墨烯，这些材料与硅，锡/锡氧化物或其他可促进锂离子相互作用的材料有效结合。 锂硫电池 可充电锂硫（Li-S）电池是安全，环保和经济的替代能源存储系统，可以与风能和波浪能等可再生能源结合使用。我们小组致力于使用各种合成方法开发碳基（中孔碳、CNT、石墨烯）硫复合材料，以提高硫电极的表面积和导电性。我们的研究还致力于通过开发用于将多硫化锂溶解和扩散到Li-S电池系统中的有机电解质中的保护膜（或储层）来提高Li-S电池的可循环性。
液流电池 液流电池具有优异的可逆性，低成本和方便的按比例放大容量等优点，使其成为电网储能应用的理想选择。实验室重点是结合储能应用的优势开发具有液流系统的不同电池，以满足电池的需求。
膜研究 离子导电膜是燃料电池和电池技术中使用的重要组件。实验室研究重点是针对这些能量存储和转换技术开发独特的聚合物或复合膜。此外，还致力于开发独特的氢氧根阴离子交换膜（AEM）。开发具有合适氢氧根离子传导性的独特AEM，可替代金属-空气电池和碱性燃料电池中使用的水性电解质。
纳米材料的合成与表征 研究小组通过各种不同的技术开发先进纳米结构和材料，包括先进的化学气相沉积，微波辐射辅助生长，溶剂热和简单的湿化学技术。材料需经过严格性能评估和理化特性分析，以评估其在各种应用中的实用性，并提供有助于优化和设计改进功能材料的基础理论。 研究小组成员掠影 参考资料： 南京理工大学新闻报道、应用纳米材料与清洁能源实验室官网 |
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