近日，我校轻工科学与工程学院（柔性电子学院）张素风教授团队在新能源材料领域取得重要进展。在Journal of Materials Science & Technology (IF = 14.3)、Green Energy & Environment (IF = 14.6)、Carbohydrate polymers (IF = 12.5)等期刊上发表了多篇研究论文。
经济上可行的水电解技术为可持续清洁氢燃料的快速发展提供了巨大潜力。多重质子耦合电子转移过程导致阳极析氧反应动力学缓慢，成为水电解制氢过程中关键的速率控制步骤。
本团队通过溶剂热和磷化物拓扑法在低曲率的多级孔隙碳化木材(CW)上生长出高熵磷化物纳米片(NiFeCoWMoP)，所制备的NiFeCoWMoP/CW用作集成碳电极，对析氢反应（HER）和葡萄糖电催化转化(GCR)均表现出显著的双功能特性。在碱性介质中可以实现100 mA cm-2的高电流密度，并且在电解系统中可以在仅1.534 V的低电压下实现100 mA cm-2的反应电流，并产生氢气。这项研究的结果强调了高熵磷化物纳米片作为生物质电催化转化和制氢的多功能电催化剂的意义。相关研究成果以 “Harnessing biomass: High-entropy phosphide nanosheets-carbon hybrid electrocatalysts for efficient hydrogen production” 为题发表在国际期刊Journal of Materials Science & Technology (文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.07.059)
高熵材料（HEMS）因其多组份、可调的结构特征和优异的稳定性而具有高性能，在电催化领域引起了广泛关注。
本团队系统阐述了高熵材料在电催化领域的最新进展与未来前景。高熵材料凭借其多组分协同、高熵效应和结构可调等优势，正成为推动氢能制备、二氧化碳转化、燃料电池等绿色能源技术发展的关键材料。本论文全面梳理了HEMS的分类、结构构建和调节策略，重点介绍了HEMS在电解水（HER、OER）、氢氧化（HOR）、氧还原（ORR）、二氧化碳还原（CO2RR）、硝酸盐还原（NO3-RR）和有机物电氧化（EOO）等关键电催化反应中的研究进展。此外，还分析了HEMS的制备方法、催化过程中的结构与性能关系以及熵调节机制。最后，本文提出了HEMS目前在电催化应用方面面临的关键挑战，并展望了其未来的发展方向，为构建新一代高效、可持续的电催化剂提供理论基础和设计思路。相关研究成果以 “Entropy-Driven Design of Multifunctional Electrocatalysts: Advances and Perspectives in High-Entropy Materials” 为题发表在国际期刊Green Energy & Environment (文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gee.2025.10.007 )
超级电容器因其独特的优势而被视为柔性可穿戴储能设备最具潜力的系统之一。然而，电极材料提供优异的机械强度的同时，在保证足够的能量密度方面也面临挑战。
本团队受到纸卷铅笔的启发提出了一种创新的柔性超级电容器电极设计，通过自组装方式构建了多层交织的电极结构：细菌纤维素（BC）形成柔性骨架，聚多巴胺（PDA）增强氮掺杂石墨烯（N-rGO）的界面结合，聚吡咯（PPy）则构建连续的导电网络。这种结构不仅具备优异的机械缓冲能力，还能在动态应力下保持稳定的电荷传输通道。在经历1万次充放电循环及高强度超声波（40 kHz/200 W）扰动后，电容保持率高达96.3%，展现出卓越的机械-电化学耦合性能。相关研究成果以 “Paper-roll-pencils inspired self-assembled multilayer interwoven nanocellulose supercapacitor electrode enables cross-scale stress impedance coupled with electrochemical stability” 为题发表在国际期刊Carbohydrate polymers (文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124165)
锂金属因其极高的理论容量被视为下一代高能量密度电池的理想负极材料，但其在实际应用中长期受限于锂枝晶的不可控生长及固态电解质界面（SEI）的不稳定问题。
本团队利用纳米纤维素作为一维模板，通过真空辅助自组装技术，成功制备出厚度仅约1微米的自支撑SnS2纳米纸作为功能化中间层。这种创新的中间层具有自支撑性能和机械灵活性，同时无需降低活性的粘合剂。纳米纤维素基质的均匀介孔结构保证了均匀的锂离子通量，增强了电化学稳定性。在该框架内，SnS2能与锂金属自发反应，在原位形成富含高离子电导率Li2S和Li7Sn2的稳定SEI层。采用该中间层的对称电池在1 mA cm-2的电流密度下能够稳定循环超过1400 h。相关研究成果以 “Uniform lithium deposition and enhanced stability in lithium metal batteries enabled by a flexible, ultrathin, and lithophilic SnS2@nanocellulose interlayer (文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124181)。
（核稿：张辉 编辑：张辉）
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