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单位：巴黎大学
实验室：分子化学实验室（LEM）
要求：化学、材料或物理背景，2022年7月份取得硕士学位，最好有托福或雅思成绩（英语B1水平） ，CSC（公派）项目留学生

分析。 。并且该研究生在组里进展良好，文章质量和数量一直不错，所以对想出国读博的同学是很好的机会

。该团队的强大专业知识是了解介孔和/或纳米结构半导体金属氧化物电极（TiO2、SnO2、MnO2、ITO 等）中的电子转移/电荷传输机制。近年来，该团队逐渐将其研究活动转向创新可充电水性电池的概念和表征。

联系方式：Benoit Limogeslimoges@u-paris.fr
BATIMENT拉瓦锡- 7èmeETAGE -案例7107
15，街让-安托万·德巴伊夫
75205 PARIS CEDEX 13 -法国

研究计划如下，更详细的可以查阅附件或者邮件。
标题：走向理性和对水性可充电锌/有机电池中电荷存储机制的定量理解
关键词：物理科学与工程 学科
描述：
一般背景：
对全球环境和能源可持续性的日益关注正在推动清洁能源存储技术的研究和开发。目前，锂离子电池 (LIB) 通过将锂离子可逆地插入到氧化物阴极和石墨阳极中来工作，是最突出的候选者，已被商业用于众多便携式电子设备和电动汽车 (EV)。 1随着电动汽车市场的增长和公用事业行业开始采用 LIB，预计所使用的 LIB 数量将呈指数级增长。因此，人们越来越担心不仅锂的可用性，而且金属氧化物正极中包含的重金属离子（即钴和镍）的可及性，这将影响锂离子电池的可持续性和成本。 2为此原因，使用更便宜且地球上储量丰富的元素的其他电池化学物质作为“超越锂离子”技术而受到追捧。其中，基于将 Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+ 等多价离子可逆插入有机电极材料中的可充电电池近年来引起了相当大的关注。 3 这些混合电池化学的主要优势是获得低成本生态可持续的电化学存储系统，由丰富、无毒且易于回收的元素制成。特别是，在水性电解质中将锌金属阳极与有机氧化还原活性阴极配对的水性锌离子电池 (ZIB) 被认为是开发电网级低成本储能的最有希望的候选者之一。 3a, c 锌金属负极的主要优点是它可以提供高比容量（820 mAh g?1）和高体积容量（5851 mAh cm?3）。此外，锌含量丰富、价格便宜、无毒且易于加工。此外，与其他多价金属离子相比，它的还原电位足够高（E0 = ?0.76 V vs. NHE），允许其在水性电解质中进行可逆电镀，而不会显着干扰析氢反应。此外，水基电解质本质上是安全的，不严重依赖电池管理系统，因此与使用挥发性和有毒有机电解质的锂离子电池相比，具有稳健性和成本优势。 3 因此，之前的锌偶联这些水性电池变得切实可行。MV 离子的一个主要问题是它们在固态插入主体中缓慢的扩散动力学，这可能导致缺乏可观的电化学活性。另一个问题是，类似于无机材料的报道，许多论文报道了一种电荷存储机制，涉及 Zn2+ 作为插入物种以补偿有机正极材料中产生的负电荷。 3 然而，越来越多的研究，包括我们自己的，4 最近报道了在水性锌离子系统中观察到的有前景的电化学性能，实际上主要是由于质子而不是 MV 离子插入阴极，使它们在技术上成为质子混合电池。这种载流子离子的错误识别对 MIB 领域的研究和开发造成了严重的后果。

研究项目：
本博士项目的主要目标是更好地理解水性可充电锌/有机混合电池的电荷存储机制，并阐明参与正极有机电极可逆插入过程的电荷载流子的真实性质。因此，它本质上是一个基础研究项目。为此，我们将首先研究基于模型氧化还原活性化合物（醌）的复合电极，我们不仅将通过不同的电化学技术（电流分析法、循环伏安法、光谱电化学等）进行表征，而且还将通过不同的材料表征进行表征技术（XPS、XRD、原位拉曼光谱、核磁共振、扫描电镜等）。第二步，我们将研究有机氧化还原活性聚合物的电荷存储机制，具有在水性电解质中不易溶解的优点。同时，将检查不同性质、pH 值和浓度的水性电解质，直至所谓的盐包水电解质。

博士生应具备的技能：

具备电化学、电化学电荷存储系统、电极材料、材料化学和材料表征等方面的知识。对电池领域也有浓厚的兴趣。

参考文献：
[1] Manthiram, A., Nat. 社区。2020, 11, 1550.
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