衣宝廉院士：燃料电池汽车的产业化是氢能应用的突破口

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图8.钠离子固态电解质的电化学稳定窗口与几种常见的钠金属负极/固态电解质界面和界面接触要点四：廉院料电材料研究的最新进展和具体机理、廉院料电改性方法、和电池表现全面汇总了迄今开发的钠离子无机固态电解质，并从材料层面切入详细阐述了它们特定的离子传输机理、受限条件、钠金属/电解质界面稳定性，和相对应的改性策略（1）氧化物：Beta-alumina、NASICON等（2）硫化物：Na3PS4、Na11Sn2PS4、Na7P3S11、Oxysulfides等（3）卤化物：Na3MX6等（4）反钙钛矿：X3BA等（5）硼氢化物：Na2(BnHn)等图9.元素掺杂策略改性的NASICON固态电解质离子电导率和活化能图10.几种对于Na3PS4固态电解质常见的界面工程策略图11.反钙钛矿固态电解质的基本结构要点四：具有普适性的钠离子固态电解质发展策略设计超高离子电导率材料：（1）引入高浓度的移动载流子，如空穴和间隙（2）通过相似的位能和局部环境构建等能的钠离子传输通道（3）激发协同机制的离子传输（4）削弱移动钠离子和阴离子骨架结构之间的作用力（5）诱使晶格无序和结构受挫（6）减弱晶界效应（7）设计桨轮机制促进的离子传输调控界面工程达到界面稳定：（1）通过计算筛选来研究固态电解质与钠金属负极的热力学稳定性（2）降低电子电导率（3）调控微观结构缺陷（4）原位构建固体电解质截面层达到动力学稳定（5）插入热力学稳定界面间隔层（6）减少界面阻抗（7）发展复合固态电解质【通讯作者简介】吴明红教授简介：现任上海大学党委常委、副校长、教授、中国工程院院士。吴超教授简介：士燃上海理工大学教授，士燃博士生导师; 博士毕业于上海交通大学，其后在德国马普固体研究所JoachimMaier教授和余彦教授、澳大利亚伍伦贡大学窦世学院士课题组开展钠离子电池的博士后研究; 2017年，作为PI组建独立研究小组，围绕高比能金属电池关键挑战展开全面系统的研究; 至今，发表70多篇SCI论文，总引用超过10000次(Google统计)，9篇论文被选为ESI高被引论文，2篇被选为热点论文，包括Angew.Chem.Int.Ed.、Adv.Mater.、NanoLett.、EnergyEnvion.Sci、Adv. EnergyMater.、Adv.Funct.Mater、ACSNano、EnergyStorageMater.、NanoEnergy等。

因此，池汽车的产业即便在大体上来说，池汽车的产业根据简化后的阿伦尼乌斯方程，固态电解质内的钠离子传导主要是由两个因素影响，即载流子浓度和载流子活动性，但是实际上钠离子传导是一个涉及多种机制和多尺度影响因素的复杂方程，例如原子相互作用、晶格缺陷、无序性、晶体结构、晶格动力学等，包括了受原子层面、晶体结构层面、微观结构层面上不同的限制条件的影响。但是在实际的使用过程中，破口固态电解质的稳定窗口可能会和理论稳定窗口有着或高或低的一定的差距，被称为固态电解质的真电化学稳定窗口。一个固态电解质材料的理论电化学稳定窗口可以用能带间隙来表示，衣宝应用即从其价带的顶部到导带的底部的距离，衣宝应用对应着有机电解液材料中的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道。

这在钠金属电池中极为危险，廉院料电因为金属钠负极和高度挥发性和易燃性的有机电解液（OLEs）共存的情况下，故障的电池单元存在着起火甚至爆炸的风险。图7.钠离子迁移在晶体结构层面受到的影响因素（3）在微观结构层面，士燃钠离子的传输相比上面说到的层面即只考虑离子在晶胞内的移动，士燃还多了来自于多晶材料中不可避免的微观缺陷的影响，比如空孔、裂纹、和晶界。

如何实现高能量密度的同时，池汽车的产业保证电池的高安全性，成为了研究工作的重中之重。

此外，破口产气在使用有机电解液的钠金属电池中更加明显，可能增加泄漏风险并引起其他安全隐患。衣宝应用a)BTHAN和TA的最高占据轨道和最低未占据轨道。

廉院料电a)基于COF的SACs诱导的细菌类铁死样评估的示意图。f)sp2c-COF，士燃sp2c-COF-Ir-ppy2和sp2c-COF-Ru-bpy2的能带结构。

在照射下，池汽车的产业Ir和Ru活性位点可以产生超阈值的ROS，消耗细胞内的GSH，干扰呼吸链和代谢过程，从而促进不可逆的LPO驱动的类铁死亡通路。迄今已经描述了多种诱导铁死亡的策略，破口包括铁传递、系统Xc−的抑制、谷胱甘肽（GSH）耗竭和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）的抑制。