2023年11月27日获悉，我院20级新能源2001班本科生郭晨晨在Wiley旗下国际知名期刊Small（中科院1区，IF=13.3）上发表了题为“Activating the MnS_0.5Se_0.5 Microspheres as High-Performance Cathode Materials for Aqueous Zinc-Ion Batteries: Insight into In Situ Electrooxidation Behavior and Energy Storage Mechanisms”的研究论文。（论文第一作者为本科生郭晨晨，通讯作者为朱裔荣教授，链接为https://doi.org/10.1002/smll.202306237）

该工作采用两步水热法合成了新型MnS_0.5Se_0.5微球，并首次将其作为正极材料应用于水系锌离子电池（AZIBs）中。通过一系列电化学动力学分析和非原位表征技术，阐明了MnS_0.5Se_0.5在首次充电过程中的原位电氧化行为，以及在随后的循环过程中H⁺/Zn²⁺共嵌入/脱嵌的储能机制。指出在首次充电过程中，MnS_0.5Se_0.5被原位激活脱硫，S^2-被氧化成Zn₄SO₄(OH)₆·5H₂O（ZHS）或高价硫酸盐（SO₄^2-）。同时，Mn²⁺直接氧化成MnO_x或在ZHS参与下转化成ZnMnO₃（MnS_0.5Se_0.5-EOP）。在随后的循环过程中，H⁺/Zn²⁺可逆地从MnS_0.5Se_0.5-EOP电极中嵌入/脱嵌。得益于MnS_0.5Se_0.5-EOP增大的比表面积、缩短的离子传输路径和稳定的层状微球结构，MnS_0.5Se_0.5-EOP//Zn AZIBs展现出良好的电化学性能。该研究不仅为开发新型锰基硫族化合物提供了强大的动力，也为进一步研究和利用原位电氧化技术来拓展现有储能材料领域提供了一个新的视角。

（a）MnS0.5Se0.5微球的合成示意图，（b）MnS0.5Se0.5电极的储能机理示意图，（c, d）MnS0.5Se0.5-EOP//Zn AZIBs电化学性能图

此外，2023年11月6日获悉，我院20级新能源2001班另一名本科生刘心如在国际高水平期刊Carbon Neutralization（高起点新刊）上发表了题为“Heterostructured flower-like NiO/Co3O4 microspheres modified by bifunctional carbon quantum dots as a battery-type cathode for high energy and power density hybrid supercapacitors”的研究论文。（论文第一作者为本科生刘心如，通讯作者为朱裔荣教授、肖金副教授和中南大学侯红帅教授，链接为https://doi.org/10.1002/cnl2.97）

该工作采用改进的化学氧化法合成得到了双功能碳量子点（CQDs），然后采用水热和煅烧两步法制备了CQDs修饰的NiO/Co3O4异质结花状微球复合材料，将其作为混合超级电容器正极材料时，实现了增强的比容量、倍率和循环性能。这归因于作为尺寸调控剂和导电剂的双功能CQDs的修饰以及异质结构的构建，不仅能够增加比表面积，提供更多的活性位点，从而增强电荷储存性能，而且能够调节电子结构，增强界面电荷转移能力和电子导电性，从而增强反应动力学和循环稳定性。利用动力学分析验证了CQDs/NiO/Co3O4电极电化学动力学提升的根本原因。同时，利用DFT计算不仅验证了异质界面在充放电过程中发生电荷转移时电荷重新分布，而且证明了引入双功能CQDs可以有效地改变电子的再分配，从而加速了CQDs/NiO/Co3O4电极的反应动力学。此外，利用非原位测试验证了CQDs/NiO/Co3O4电极的电化学反应过程和储能机理。在此基础上，以CQDs/NiO/Co3O4异质结花状微球为正极，多孔碳为负极，构建出新型高能量和高功率密度的水系混合超级电容器。

（a）CQDs/NiO/Co3O4异质结花状微球的制备过程示意图，（b）NiO、Co3O4、NiO/Co3O4和CQDs/NiO/Co3O4电极的倍率性能图，（c）Ragone图

学生简介：

郭晨晨，20级新能源2001班本科生，加权平均成绩达92.02，智育成绩和综合测评成绩均位于专业第二，已通过CET4/CET6，获得计算机二级证书。自2021年进入朱裔荣教授课题组从事水系锌离子电池/电容器的研究。以第一作者在国际知名期刊Small发表SCI论文1篇，以其他作者在Science China Materials，Journal of Power Sources，Chinese Chemical Letters等国际知名SCI期刊上发表论文5篇。参与湖南省自然科学面上基金项目、湖南省和校级大学生创新创业项目，获湖南省节能减排竞赛三等奖（负责人），校物理竞赛三等奖、物理实验竞赛三等奖，校“一等奖学金”、“二等奖学金”、“三好学生标兵”，“三好学生”，市级“优秀志愿者”，校“优秀学生干部”等荣誉。

刘心如，20级新能源2001班本科生，加权平均成绩达87.51，综合测评成绩位于专业前五，已通过CET4/CET6。自2021年进入朱裔荣教授课题组从事水系混合超级电容器的研究。以第一作者在国际高水平期刊Carbon Neutralization发表SCI论文1篇，以其他作者在Science China Materials，Journal of Power Sources，Chinese Chemical Letters等国际知名SCI期刊上发表论文5篇。参与湖南省杰出青年基金项目、湖南省和校级大学生创新创业项目，获湖南省节能减排竞赛三等奖（负责人），国家助老月“杰出个人”，株洲市、长葛市“优秀志愿者”，校“二等奖学金”、“三等奖学金”、“三好学生”、“优秀志愿者”、“优秀朋辈互助员”等荣誉。

指导教师简介：

朱裔荣，博士（后），教授，工程师，硕士生导师，湖南省杰出青年基金获得者，湖南省优秀博士学位论文获得者，入选全球前2%顶尖科学家终身影响力榜单、株洲市高层次C类人才、湖南工业大学高层次人才。Nanomaterials客座编辑，Battery Energy、Chinese Chemical Letters、Rare Metals、物理化学学报青年编委。主要研究领域：新能源材料与储能器件（超级电容器、水系电池）。主持湖南省杰出青年基金、国家自然科学基金、中国博士后特别资助基金、中国博士后面上基金、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅重点基金及企业科研项目等10余项。以第一作者或通讯作者在Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials, Energy Storage Materials, Nano-Micro Letters, Small, Carbon Neutralization, Science China Materials, Chemical Communications, Journal of Materials Chemistry A, Chemical Engineering Journal等国内外知名SCI期刊上发表论文50余篇，其中中科院1区论文25篇，ESI全球前0.1%热点论文3篇，ESI全球前1%高被引论文11篇，论文总他引7000余次，H指数48。担任教育部学位论文评审专家和多省市自然科学基金评审专家；受邀参加国内外学术会议并做报告20余次，担任2021年第六届、2022年第七届和2023年第八届超级电容器及关键材料学术会议专家委员会委员及分会场主持人；担任Advanced Functional Materials, Energy Storage Materials, Small, Chemical Engineering Journal等40余个国内外知名SCI期刊的审稿人。编写英文专著一章和中文教材一章。申请及授权国家发明专利10余项。获湖南省国防科技进步三等奖（第1）、株洲市科技进步三等奖（第2）、湖南省优秀博士学位论文奖等30余项。近年来，在学生培养方面取得显著的成绩，先后指导硕士研究生17名、本科生20余名，其中20余名学生获得湖南省优秀硕士学位论文、国家奖学金、湖南省优秀毕业生、湖南省研究生科研创新项目、湖南省大学生创新创业项目、湖南省大学生节能减排竞赛等奖励，15名学生考上北京大学、国防科技大学、南方科技大学、北京理工大学、中南大学、电子科技大学等知名高校的博士和硕士研究生。