能源与环境纳米材料创新团队

聚焦纳米材料设计，攻克能源与环境交叉领域前沿挑战

一、 团队使命与愿景

使命：面向国家“碳达峰、碳中和”重大战略与可持续发展需求，以纳米材料创新为核心，致力于解决能源存储与转换、环境调控与治理中的关键科学与技术问题。

愿景：成为在能源与环境纳米材料领域引领前沿技术发展的交叉学科创新团队。

二、 核心研究方向

方向一：面向规模储能的纳米结构多价态金属离子电池

· 纳米材料焦点： 多孔碳基纳米材料、纳米金属氧化物/硫化物、合金纳米颗粒。

· 研究特色：

1. 纳米限域效应：利用纳米孔道限域多价态离子（Na⁺, Zn²⁺, Al³⁺），调控其输运动力学。

2. 界面纳米工程：在电极界面构建纳米保护层，稳定固液界面，抑制副反应。

3. 低维纳米材料：设计二维纳米片、一维纳米线等低维材料作为高效电极，缩短离子扩散路径。

方向二：基于纳米多孔材料的低品位热能驱动转轮除湿

· 纳米材料焦点：有序介孔二氧化硅、MOFs、纳米复合吸附材料。

· 研究特色：

1. 纳米孔道工程： 精准调控介孔硅基材料的孔径与表面化学，优化水分子吸附动力学与热力学。

2. 纳米功能化： 在纳米孔道内负载吸湿盐纳米颗粒，实现低温高效再生。

3. 纳米涂层技术：在转轮基体上实现纳米吸附材料的均匀、高稳定性涂层。

方向三：纳米多孔气凝胶基智能热管理材料与系统

· 纳米材料焦点：二氧化硅/碳纳米纤维气凝胶、多功能纳米复合材料。

· 研究特色：

1. 纳米结构调控：通过溶胶-凝胶过程调控气凝胶的纳米网络结构，实现超低热导率与优异力学性能。

2. 纳米功能单元集成：将碳纳米管、石墨烯等纳米导电单元集成于气凝胶，赋予其感知功能；复合相变材料纳米胶囊，赋予其热调控功能。

3. 纳米尺度热输运研究：研究纳米尺度的声子输运行为，为设计高性能隔热材料提供理论指导。

三、 团队优势与特色

· 纳米尺度精准调控：具备从分子/纳米尺度设计、可控制备到结构表征的全链条能力。

· 学科深度交叉：融合纳米材料、电化学、化学工程、环境科学等学科，聚焦能源与环境交叉领域。

· 产学研协同创新：与头部企业共建联合实验室，推动纳米材料技术在储能、工业节能等领域的产业化应用。

四、 代表性成果

· 高水平论文：在《Angewandte Chemie-International Edition》,《Chemical Communication》,《small》, 《Macromolecules》, 《RSC Advances》等期刊发表论文 120+篇。

· 授权专利：获授权纳米材料制备与应用相关国家发明专利 10余项。

· 重大项目：承担国家自然科学基金、教育部基金、湖北省科技厅基金等项目 10 余项，横向课题7项。

· 技术应用：锂电除湿系统在宁德时代等企业推广应用；纳米气凝胶材料应用于中石化管道保温。

五、 团队成员

· 首席科学家：程四清 教授

· 研究方向带头人： 王又容 教授；游军杰 讲师；杜传青 讲师

· 团队文化： 探索·创新·融合·致远

Email: icnee@whpu.edu.cn