面向“双碳”背景下紧扣国家能源战略与《新型能源体系建设“十五五”规划》的发展需求，聚焦新能源转化与存储技术领域对新能源、新材料、新技术的核心需求，开展从新能源材料及技术的设计、制备改性、增材制造、性能评价以及工程化应用的科技创新全链条研发。团队突破锂离子电池、锌离子电池及锂硫电池的电极及电解液材料，新能源消纳的绿氢及绿氨“制‒储‒输‒用”中涉及的关键技术瓶颈，融合第一性原理、分子动力学、有限元模拟以及机器学习智能预测，构建多尺度多结构设计、流体动力学与力‒电多场耦合模拟技术，创新开发出了高电压高容量电极材料、无枝晶高镍锂金属电池电解液、电极构型‒界面结构‒器件整体架构的协同优化技术、电催化及光催化工业级绿色制氢技术、油气井污泥挥发分重整制氢技术、常温常压绿色固氮制氨技术、固态储氢及输氢安全等关键技术，服务于我国新型电化学储能与氢能产业链的高质量发展。

【核心技术突破】

绿氢与绿氨技术：聚焦电催化及光催化工业级绿色制氢技术、常温常压绿色固氮制氨技术两类绿色燃料储能前沿技术，形成专项化技术攻关体系。在电催化制氢领域，开发了价格低廉、性能优异、高效稳定的过渡金属硫化物催化剂和MXene基催化剂，满足碱性电解水、质子交换膜等大规模工业制氢需求；在光催化制氢领域，开发了面向全太阳光谱响应的非贵金属碳氮基产氢体系，实现了高太阳光催化活性与卓越稳定性；在电催化制氨领域，开发了非贵金属双原子催化剂，满足了常温常压绿色固氮制氨等场景。同时，研发出适配于电解水制氢、氢能储能、燃料电池配套催化体系，同时可为绿氢、绿氨储能规模化生产提供核心技术支撑，丰富新能源储能载体与应用场景，完善新能源产业配套体系。

油气井污泥挥发分重整制氢技术：针对油气井污泥热解过程中产生大量焦油，易造成系统冷凝堵塞、设备腐蚀，进而引发设备停机、生产中断的技术难题，本技术研发出热解焦低成本催化剂，可实现污泥挥发分吸附强化重整制氢，同时完成污泥中重金属离子的稳定化处理，兼顾固废处置与资源化利用双重效果。此外，该催化剂具备可直接抛弃的特性，无需复杂回收再生工序，操作简便、适配性强，可灵活适配油气田现场集中处置、分布式制氢等多种应用场景，有效降低企业固废处置与清洁能源生产成本。

高压实长循环磷酸锰铁锂电池储能技术：本成果通过缺陷化学调控锂离子扩散路径，优化锂离子扩散能垒，成功将磷酸锰铁锂的电化学性能得到大幅提升。本技术突破了化学计量比约束为提升磷酸锰铁锂性能开辟新路径。设计制备的锂过量Li_1.03Mn_0.6Fe_0.4PO₄样品相较于化学计量比样品，展现出显著提升的循环稳定性：室温1 C循环500圈后容量保持率从74.7%提升至92.3%，50 ℃高温下1 C循环200圈后容量保持率从72.4%提升至86.0%；锂离子的迁移能力增加，电化学反应动力学提高，相应提升了磷酸锰铁锂的循环性能。

柔性储能材料技术：研究开发MXene通用复合改性技术，解决片层堆叠、离子传导弱、弯折易衰减、难加工等难题，同步优化电极储能与柔性。依托静电自组装实现多种功能材料插层复合，构筑疏松三维骨架，扩大层间距、丰富活性位点，大幅提升赝电容与离子传输效率。工艺上开发真空辅助过滤、丝网印刷两条路线，制备无集流体自支撑柔性膜与微型叉指电极，加工便捷易量产。电极长循环容量保有率超98%，弯折工况下器件电化学性能稳定。该方法条件温和、适用范围广，破解了柔性电极性能与力学难以兼顾的痛点，为穿戴设备、曲面电子配套高性能储能电极提供可行技术方案。

高镍锂金属电池电解液调控技术：针对高镍锂金属电池高电压工况下界面副反应剧烈、锂枝晶易生长、循环寿命短的共性难题，挖掘氟代锂盐阴离子与氟代共溶剂在锂溶剂化壳层的协同氟化调控机制，开发出溶剂化结构调控、负极SEI原位氟化、正极CEI抗氧化构筑、界面阻抗优化四大核心技术。该砜基氟协同电解液可实现无枝晶高可逆锂沉积，锂负极平均库伦效率达98.82%，NCM811||Li电池4.4V下循环400次容量保持率超 91%，解决了高能量密度锂金属电池界面失效瓶颈。其中构建的双侧高氟化界面兼具电子绝缘性优、离子传导阻力低、化学/电化学稳定性强的特性，可推广应用于多类型高电压锂金属电池体系。

柔性储能器件结构设计与多场耦合调控技术：针对柔性储能器件在复杂机械变形条件下面临的结构失稳、界面失效及电化学性能衰减等关键科学与技术问题，围绕器件结构设计、界面调控与整体构型优化，构建了“拓扑电极结构设计–界面桥接调控–三维构型优化”协同技术体系。通过融合结构力学、界面工程、增材制造与有限元模拟等方法，建立了多尺度结构设计与力–电耦合协同调控机制，实现了电极拓扑构型、界面微结构及储能器件整体架构的协同优化，显著提升了柔性储能器件在复杂动态环境下的机械稳定性、界面可靠性、离子传输效率及电化学性能，为柔性锌离子电池、柔性超级电容器等新型柔性储能系统的高安全、高可靠设计提供了系统化技术方案。

【成果支撑】

技术成果团队主持国家级、省部级等科研项目30余项，部分工艺技术与企业横向项目合作，已经供货下游公司。研发方向覆盖新能源材料设计制备、增材制造、性能评价、应用全领域。荣获省部级科技成果奖2项，厅局级科技成果奖4项；荣获省级教学竞赛奖项1项。发表SCI学术论文200余篇。授权国家发明专利10余项；出版学术专著、译著等10余部。团队成员获评教育部新世纪优秀人才、陕西省中青年科技创新领军人才、陕西省优秀青年科技新星、陕西省二级教授、陕西省青年科技新星。

【应用前景】

本成果在推动油田分布式发电、保障光伏发电大规模平稳发展等多场景多元化利用具有重要的应用前景：

氢能和氨能绿色燃料产业：研发绿色氢能和氨能在“制–储–输–用”全链条发展中关键技术，特别是绿电直连制氢、可再生能源离网制氢等模式下的瓶颈技术，开发低成本、高效率、长稳定的氢氨制备技术、固态储氢技术及输氢安全评价技术，助力推动氢氨在发电、交通运输、化工冶金、规模储能等领域应用。

大规模储能和新能源汽车产业：研发具有低成本、高安全、高电压、大能量密度的锂离子电池磷酸锰铁锂正极材料，可依托成熟产业链快速规模化；研发具有稳定电极界面、抑制锂枝晶，兼顾安全性的高镍金属锂体系的新型电解液。该技术成果在大规模储能和高能量密度长续航高端动力电池领域释放发展新潜力。

柔性电化学储能器件产业：研发复杂机械变形条件下柔性储能器件电极材料，实现了电极构型、界面结构及器件整体架构的协同优化，保障其稳定性、界面可靠性和电化学性能，为高安全、高可靠柔性储能器件设计提供了新的技术路径，适用于柔性锌离子电池、柔性超级电容器及其他新型柔性储能系统，开辟新型储能产业增长点。