本网讯 近日，中南大学材料科学与工程学院朱挺教授课题组在 Small、Solar RRL、ACS Applied Energy Materials 等国际材料与能源领域权威期刊陆续发表关于利用光能进行能源存储和转化的创新研究成果。研究成果进一步发展了利用光能促进电化学储能和清洁能源转化的前沿性研究热点，有望推动太阳光能在未来锂离子电池、超级电容器及清洁能源与资源获取等领域进一步发展。

在光能促进电化学储能研究方面，课题组结合Cu₂O的光电特性和NiO的赝电容活性，通过构筑三维Cu₂O/NiO阵列复合电极材料，发展了利用Cu₂O光生电荷增强NiO法拉第反应的电化学储能新机制。结合第一性原理计算、表面光电压成像技术，揭示了光照下复合电极充放电过程中电荷传输规律，从而实现了复合电极光照下容量提升达44.8%，为太阳光能在电化学储能技术中的大规模应用提供了一定的理论基础。该研究成果近日以中南大学为第一单位被期刊Small（2021，DOI: 10.1002/smll.202008047）在线发表，材料学院18级硕士生任源夫为第一作者，材料学院特聘教授朱挺、新加坡南洋理工大学颜清宇教授、广东工业大学刘全兵教授为共同通讯作者。

三维Cu₂O/NiO阵列电极形貌、表面光电压及充放电性能图

在光能促进转化清洁能源与资源方面，课题组首先研制了一种三元过渡金属硫化物阵列材料，该材料结合了Ni₃S₂、Co₃S₄、CuS三种廉价过渡金属硫化物于同一载体，利用三者的协同效应增强了赝电容性能，同时材料拥有高比表面积和出色的吸光特性，表现出了优异的光热水蒸发性能，其最大蒸发速率可达每小时2.48 kg/m²，这对于未来清洁水资源的获取具有重要参考价值。该研究成果近日以中南大学为第一单位在太阳能转化与利用领域权威期刊Solar RRL (2021,https://doi.org/10.1002/solr.202100021)在线发表，材料学院特聘教授朱挺为第一作者和共同通讯作者，南京工业大学朱亮亮教授为共同通讯作者。此外，课题组基于硫化锌（ZnS）的光催化材料和硒硫化钴（CoS_0.61Se_0.25）电催化材料取得了系列研究成果：通过调控ZnS的能带结构以及材料的结构优化设计，分别研制了铜掺杂的ZnS复合光催化剂和具有核壳结构的ZnS/ Cu₂S纳米催化颗粒；采用高温硒原子掺杂的方法制得了含有硫缺陷的硒硫化钴空心颗粒。上述成果以中南大学为第一单位分别在催化和能源领域国际期刊 Chem Cat Chem (2021,https://doi.org/10.1002/cctc.202001407)、Chemistry-An Asian Journal (2021,https://doi.org/10.1002/asia.202001448)和ACS Applied Energy Materials (https://doi.org/10.1021/acsaem.1c00212)上在线发表，为光/电解水制取清洁氢能源提供了新的材料制备思路。

Ni-Co-Cu三元硫化物阵列材光热水蒸发示意图及蒸发速率性能测试结果

据悉，该课题组的相关研究成果获得湖南省湖湘高层次人才聚集工程-创新人才项目（2018RS3018）、中南大学创新驱动项目（2019CX028）、中南大学引进人才启动基金（202045001）等项目的支持。