我科研团队取得场效应储能芯片研究新进展

每日快讯6月4日，记者从武汉理工大学获悉，麦教授团队在场效应储能芯片研究方面取得新进展，相关成果发表在《细胞》杂志子刊《化学》上。在储能芯片领域，团队设计并构建了第一个单纳米线电化学储能器件，实现了单纳米元电化学储能器件从0到1的突破，进而开发了多点接触式等10套单纳米元微纳电化学器件。

这一开创性成果受《自然》杂志邀请，发表了第一部以单根纳米线电化学器件为代表的电池退化实时监测专著。这是该团队在储能芯片领域的又一突破。

据介绍，储能芯片是支撑车联网、智慧农业、医疗无线监控等技术发展的核心器件。而储能芯片的能量密度较低，缺乏对材料费米表面结构和电化学反应规律的研究，难以对其性能进行调制和优化。

本研究提出了调制材料费米能级结构实现储能芯片性能倍增的新思路。通过设计和构建场效应储能芯片，实现电化学条件下材料费米表面梯度的原位调控和性能提升。研究表明，通过原位构建梯度费米表面结构，可以拓宽储能材料的嵌入能级。施加场效应后，离子迁移率提高10倍，材料容量提高3倍以上。

该研究成果解决了费米表面梯度对电化学反应影响机理不清的科学难题，实现了纳米线容量和反应电位的协同提升，填补了场效应储能芯片领域的空白，为储能芯片在物联网等领域的应用奠定了科学基础。

据介绍，麦教授是该报的特约记者，颜是该文的第一作者。本研究得到了国家重点RD项目和国家重大研究仪器发展项目的资助。麦李强教授团队长期致力于纳米储能材料和器件的研究，创建了表征材料原位电化学过程的新的普适模型，率先实现了高性能纳米线电池及关键材料的规模化制备和应用。取得了一系列国际公认的创新成果，先后获得国家自然科学奖二等奖和何梁何利基金科技创新奖(青年奖)。