隨著全球對可再生能源和綠色技術的迫切需求，鈉離子電池憑借其成本效益、資源豐度和環境友好性，正逐漸嶄露頭角，展現出替代傳統鋰離子電池的巨大潛力。特別是在大規模儲能系統中，鈉離子電池被看作是未來的主導者。而普魯士藍類似物（PBAs），以其卓越的比容量、穩固的結構特性和寬敞的儲鈉空間，已成為鈉離子電池正極材料的研究熱點。然而，如何精妙地調控并優化PBAs的結構、形貌以及電化學性能，一直是科研人員亟待解決的難題。

近日，我院材料科學與工程專業2020級本科生王瑋露，在邢政老師的悉心指導下，針對錳系普魯士藍類似物（PBAs）進行了深入研究，成功揭示了其結構、形貌與電化學性能之間的內在聯系。這一重要發現不僅透徹闡釋了PBAs在合成過程中的結構與形貌演化機制，更率先探明了過渡金屬自旋態與充放電電位平臺之間的微妙關系，為鈉離子電池技術的持續創新與發展奠定了堅實的理論基礎。

在這項研究工作中，王瑋露同學采用簡潔高效的一鍋法，巧妙地借助自模板策略，成功合成出了中空籠狀形貌的錳系PBAs。研究團隊對樣品的形成過程進行了詳盡的探討，不僅揭示了柯肯達爾效應、奧斯瓦爾德熟化以及沉淀-溶解平衡在這一過程中的綜合作用，更發現隨著合成反應的推進，樣品結構會經歷一系列連續而復雜的變化。這些變化對材料的最終形貌和性能產生了深遠而決定性的影響。

值得一提的是，研究團隊觀察到了四個引人注目的同步轉變過程：在結構上，錳離子逐漸從樣品中浸出，與此同時，鐵和鉀離子則有序地嵌入其中；在自旋狀態上，低自旋錳離子的數量呈現減少趨勢，而鐵離子的氧化態則相應降低；在形態上，由于前述的結構變化，樣品的形貌實現了從立方體到開放籠狀的華麗轉變；在性能上，自旋狀態的變化直接引發了低電位平臺電位的降低和高電位平臺電位的升高。

這一系列令人振奮的發現，不僅揭示了PBAs結構與形態之間的協同作用對其電化學性能的深遠影響，還為我們提供了一種全新的視角來理解和優化這類材料的性能。研究結果顯示，經過精心調控的后生成相展現出了更高的電位平臺和出色的比容量，這無疑為鈉離子電池的性能提升開辟了新的途徑。

王瑋露同學的這項研究不僅深入揭示了普魯士藍類似物的結構與性能關系，還為優化這類材料在鈉離子電池中的應用提供了寶貴的理論支撐。相關成果以 “MnFe Prussian Blue Analogue Open Cages for Sodium-Ion Batteries: Simultaneous Evolution of Structure, Morphology, and Energy Storage Properties”為題發表在國際權威學術期刊《Small》（影響因子IF=13.3，一區TOP）上。中國礦業大學材料與物理學院為唯一單位，王瑋露為第一作者，指導老師邢政、鞠治成為通訊作者。論文鏈接：MnFe Prussian Blue Analogue Open Cages for Sodium‐Ion Batteries: Simultaneous Evolution of Structure, Morphology, and Energy Storage Properties - Wang - Small - Wiley Online Library

這一成果的發布，凸顯了我院對本科生科研能力培養的堅定投入和顯著效果。在邢政老師的精心指導下，王瑋露同學能夠完成如此高質量的研究工作，正是我院以學生為中心的教育理念的生動實踐。展望未來，我們堅信隨著更多優秀學子的加入和教師們的不懈努力，我院必將在材料科學研究領域取得更加輝煌的成就！

王瑋露同學簡歷:

王瑋露，中共黨員，中國礦業大學材料科學與工程專業2020級本科生，已順利獲得推免資格，即將進入北京理工大學深造，攻讀碩士學位。在校期間，她以優異的成績和出色的表現兩次榮獲校一等獎學金，并被評為校優秀共青團員。王瑋露不僅學術成績優秀，更擔任班級學習委員，以實際行動引領班級學術氛圍，其領導與組織才能備受認可。她早在大二便開始科研探索，主持了關于鈉離子電池正極材料的大學生創新訓練項目，展現了其對科研的熱情與執著。在學術競賽方面，她同樣碩果累累，曾在第八屆全國大學生能源經濟學術創意大賽中獲得佳績，更在2023年“挑戰杯”中國礦業大學大學生課外學術科技作品競賽黑科技專項賽中斬獲特等獎。王瑋露同學以第一作者身份在國際權威學術期刊《Small》上發表SCI論文，這不僅是對其科研成果的認可，更凸顯了她在科研領域的無限潛力與才華。