时讯：《自然•通讯》刊发冯光团队离子液体超级电容器研究成果

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信息网(通讯员赵云霞)于11月16日以研究长文形式发表了本校能源学院冯光教授团队关于离子液体超级电容器的最新研究成果。 论文的主题是“加入盐提高含水离子液体的电化学窗口”( addingsalttoexpandvoltagewindowofhumidionicliquids )。 我校是第一单位，这篇论文的共同第一作者分别是能源学院博士后陈明和厦门大学博士生吴杰督，通讯作者是冯光。

离子液体只由阴阳离子组成，在室温下呈液态。 除了挥发性低、热稳定性好、不燃性等优点外，离子液体还具有比通常的水和有机溶液电解质高的电化学窗(4~6 v )。 近年来，离子液体作为超级电容器、电池等储能装置、电润湿技术等所需的电解质，受到了许多研究者的关注和重视。 由于其固有的吸水性，离子液体中的水总是很难被完全除去。 比较离子液体含水的影响，冯光队前期的员工( nature communications，9，9，5222 )表明，在形成电极-离子液体固液界面的过程中，离子液体的亲疏水性决定了水的吸附行为。 亲水性离子液体不会使离子液体中的水吸附在负电极表面，不会降低工作电压。 疏水性离子液体中的水蓄积在电极表面，其事业电压和性能下降。 因此，如何降低含水疏水性离子液体中水的负面影响成为离子液体电解质行业急需处理的重要问题之一。

冯光队以分子动力学模拟和第一原理计算为第一研究手段，向含水疏水性离子液体电解质中添加少量锂盐，不会使含水离子液体中的水吸附在电极表面，降低电极吸附水的反应活性，从而降低含水离子液体电解质的电解质 这个方案适用于不同种类的疏水性离子液体。 模拟的预测结果在合作者厦门大学毛秉伟和颜佳伟教授团队的实验中得到了证实。 小组进一步说明了加盐的微观作用机理和实现原理:在锂离子的强水化作用下，水离开了电极壁面。 锂离子与还吸附在电极上的水相结合，降低了水的反应活性。 锂离子改变了吸附水的方位分布，与抑制水分解的锂离子结合，降低了水的homo能级，提高了氧化稳定性。

该事业基于纳米尺度界面和能量质传播的基础研究，以储能器件中的电极电解质固液界面为研究对象，探讨了锂盐添加对疏水性离子液体在电极表面吸附水的影响规律及其作用机制。 该研究结果以及前期的亲水离子液体相关事业，处理了离子液体因吸水而降低电压的难题，不仅为离子液体超级电容器的储能技术的研究和开发提供了新的思路、新的方案，而且还在含水离子液体的其他行业中应用( 然后，利用类似战略“恒电位分子模拟技术的开发”研究纳米尺度的界面和能量质的传播现象，结合尺度间的理论和做法进行实验验证，冯光团队基于导电性mofs和离子液体的新超级结构

提高含水离子液体业务电压的业务( nature communications，11，5809 ):doi/10.1038/s 41467-020-19469-3

mofs-离子液体超级电容器的业务( nature materials，19，552-558 ):doi/10.1038/s 41563-019-0598-7