“微瑞杯”第二届全国大学生化学实验创新设计竞赛华南分赛区初赛第二轮已经成功落下帷幕,华师化院的两支队伍准备充分,表现出众,分别获得第二届全国大学生化学实验创新设计竞赛华南分赛区二等奖和三等奖。
锂离子电池电解液添加剂的优选、制备与性能研究(二等奖)
这是一支由谢启明、温翰韬、陈婧、温金菊、龙展图、张焕宏、丁舒绵、林智烨八位学子组成的优秀团队,以刑丽丹、陈新丽两位老师作为指导老师,共同进行锂离子电池电解液添加剂的优选、制备与性能研究。
该团队围绕构建稳定“电极/电解液”界面这一要义,以常用电解液添加剂为切入点,设计了本科综合新创实验。利用Gaussian软件进行DFT计算,优选添加剂碳酸乙烯亚乙酯(VEC)。并且尝试运用酯交换反应,一步法高效制备添加剂VEC。同时通过对不同VEC添加剂浓度的碳酸乙烯酯基电解液的电池进行电化学表征,探究电解液成膜添加剂的性能。
在内容创新方面,首次将锂离子电池电解液的研究引入本科实验课程,贴近学科前沿;在方法创新方面,将密度泛函理论(DFT)计算融入本科实验课程中,使学生了解前沿理论的研究方法,加深对基本知识理解;在模式创新方面,采用翻转课堂的模式,线上进行理论计算与实验模拟仿真操作,线下小组合作实验与分析汇报,全方位锻炼学生科学探究、分工合作的思维与能力。
锂离子电池负极材料TiO2的制备及其电化学性能测定(三等奖)
这是一支由欧虹,梁正誉,曾彬宁,谢琼仪,杨清云五位学子组成的出色团队,以刘聪,林晓明两位老师作为指导老师,共同进行锂离子电池负极材料TiO2的制备及其电化学性能的测定。
因具有较高的能量密度和较好的循环性能等优点,锂离子电池是目前研究的热点。本综合实验融入了锂离子电池的前沿科研成果,基于金属有机框架(metal-organic framework, MOF)制备了混合晶型TiO2,并将其作为锂离子电池负极材料进行了性能测试。通过该综合设计实验,可使学生了解锂离子电池的工作原理、制备工艺流程以及新型的锂离子电极材料,有利于在实验过程中发展学生科学探究意识和创新思维,逐步培养社会责任感。
该实验主要体现以下三大亮点:其一,实验可操作性强, 2 h内定向合成MOF材料,12h内完成综合型实验;其二, MOF衍生的TiO2具有纳米多孔结构,作为负极材料,有利于锂离子电池性能的提高;其三,实验可拓展为二氧钛材料制备条件优化与电池性能关系的探究实验,发展创新思维。
举办化学实验创新设计竞赛旨在夯实化学大类专业大学生的化学基础知识、基本理论和基本技能,强化大学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养大学生的创新意识、创新精神和创新能力,建立一个大学生实践创新能力展示与交流的平台。华师化院此次取得的优异成绩离不开化院学子扎实的化学基础、高超的专业水平以及优越的创新能力,更离不开华师一直高度重视创新人才培养工作,积极为化院学子的创新活动提供良好的平台和条件。
(荣获二等奖的团队的部分成员)
(荣获三等奖的团队的部分成员)
通讯员︰曾华柔
审稿人︰张舒瑜 李海伦
通讯单位︰共青团华南师范大学化学学院委员会
2021年7月28日