建大新闻网讯 近日，我校材料学院云斯宁教授团队在国际化学工程领域权威英文期刊《Chemical Engineering Journal》（期刊缩写Chem Eng J，2020影响因子：10.652）上在线发表题为“Tailoring the supercapacitive behaviors of Co/Zn-ZIF derived nanoporous carbon via incorporating transition metal species: A hybrid experimental-computational exploration（引入过渡金属物种以调控Co/Zn-ZIF衍生纳米孔碳的超电容行为：一个理论与实验相结合的探索研究）”的研究论文。国际期刊《Chemical Engineering Journal》的学术影响力在115个环境化学（Environmental Chemistry）期刊中排名第五（5/115）；在281个通用化学工程（General Chemical Engineering）期刊中排名第九（9/281）。论文第一作者为我校硕士研究生杨超，云斯宁教授为论文唯一通讯作者。西安建筑科技大学为该论文的第一完成单位。
超级电容器作为一种新型储能器件，碳基双电层电容器因其功率密度高、倍率性能优异以及循环稳定性出色等优点受到了各国研究者的青睐。然而，迄今为止所报道的大多数纯碳电极的电荷存储性能较差。为此，对碳材料进行改性以提高其电容性能成为了超级电容器领域的研究热点。
论文设计了一种先进的超级电容器电极材料，通过在Co/Zn-ZIF衍生的碳基体上引入过渡金属杂原子，成功地构筑了金属改性的氮掺杂碳材料。金属杂原子的引入优化了碳材料的比表面积、孔隙分布、亲水性以及微观电子结构等，改善了碳材料的阻抗行为，增强了电解质离子在电极内部的传输和储存，从而提升了电极的电容性能。论文创新性地采用第一性密度泛函理论计算，从理论上阐明了金属杂原子影响碳材料储能行为的本征物理化学起源。
这项工作为调控Co/Zn-ZIF衍生多孔碳超级电容行为提供了有效的策略，将理论计算与实验研究相结合，通过第一性原理计算从静电势分布、吸附能和电荷密度差等方面阐明了金属改性碳材料的储能机制，为设计和开发新型先进的储能材料提供了理论基础和设计思路。
硕士研究生杨超于2018年9月考入我校材料科学与工程学院功能材料研究所（FML），导师为云斯宁教授。杨超同学在三年研究生期间，以第一作者身份完成了1篇一区SCI论文（《Chemical Engineering Journal》, 2021, 419: 129636, 2020最新期刊影响因子：10.652）的撰写，并参与了数篇SCI论文撰写。
新型的能量转换和存储装置对于缓解能源危机和环境污染问题至关重要。云斯宁教授“无机非金属材料高效和资源化利用”研究团队，聚焦于新型能源转换与存储材料，开展与无机非金属材料相关的基础研究和技术应用开发，力图通过新材料的研究和开发，解决国家发展过程中的重大能源需求。
期刊链接：
www.journals.elsevier.com/chemical-engineering-journal
论文链接：
www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721012225
媒体报道：
能源学人：西安建大云斯宁教授CEJ：引入过渡金属调控Co/Zn-ZIF衍生多孔碳超级电容性能的策略
nyxr-home.com/48783.html
