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复旦大学彭慧胜课题组-PengGroup

研究方向

PengGroup
一 . 能源转换材料与器件

柔性便携式能量转换器件是实现可穿戴设备的关键之一。本课题组基于高性能的取向碳纳米管电极,构建包括染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池和钙钛矿太阳能电池在内的柔性和可拉伸的纤维状能源转化器件;利用碳纳米管纤维的孔道结构与电学性质,设计在流体场下发电的新型发电器件;结合具有发光特性的高分子材料,构建纤维状的聚合物发光电化学电池。
二 . 能源储存材料与器件

可穿戴设备的兴起对相应的储能系统提出了更高的要求。本课题组以具有较高力学、电学和电化学性能的取向碳纳米管纤维为基础,构建出一系列具有柔性、可编织和可穿戴的纤维状储能器件,如超级电容器、锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池、锌空气电池等。此类器件在弯曲和扭曲下仍然能稳定高效的工作,在便携式和可穿戴电子设备领域显示出极大的应用潜力

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三 . 新能源电催化
电催化,是太阳能风能等间歇式发电能源走向工业应用的桥梁,是当今世界上能源领域的研究热点和难点之一。本课题组基于高电导率和电化学性能的取向碳纳米管纤维为载体,通过高性能无机催化剂和大分子催化剂的设计与开发,结合催化剂原子电子水平的先进结构表征和原位催化反应过程的解析,开展面向电解水、电解还原二氧化碳和储能器件等应用场景的高性能电催化剂的基础研究,属于材料、化学、生物和物理等多学科的交叉研究。高性能长寿命的电催化剂的开发和高效电解设备的构建,是电能向清洁化学能高效转化的关键,将大幅提升太阳能风能等清洁能源的工业应用。

四 . 能源医学

致力于能源科学和生物医学的交叉研究,主要在以下两方面开展工作。一方面,人体内蕴含着各种丰富的能量来源,如体液的动能和化学能,目前尚未得到有效的研究,我们通过揭示新型能量转换和储存机制,发展出一系列利用体液进行发电和储电的柔性能源器件。另一方面,人体内有大量的微型医疗电子器件,需要更有效的供电系统,我们重点研究各种可注射的柔性能源器件,期望能更加安全和稳定地为这些医用电子器件提供电能。

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五 . 纤维和织物电子学
随着电子产品柔性化、轻量化、智能化的发展需要,亟需发展相适应的功能电子元件。借鉴经典的平面结构,我们重点通过揭示不同复合组分协同作用的新机制和新规律,提出并发展出各种纤维状的电子器件,主要包括发光器件、传感器件和变形变色器件;进一步通过经典的纺织方法,对上述纤维状电子器件进行高效率集成,获得具有可控复杂功能的柔性织物电子系统。