近日，中科院蘇州納米所趙志剛課題組和蘇州大學耿鳳霞課題組合作開發出一種具備超快電化學響應性能的新型氧化鎢量子點電極材料。該成果發表在近期出版的國際期刊《先進材料》上。
鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等新興能量轉化與存儲器件，在解決傳統能源短缺、可再生能源能量來源不穩定等問題上已展現出巨大潛力，受到學術界和工業界的廣泛關注。在電極材料中實現快速高效的電子、離子傳輸過程是人們追求的目標，也是提高相關器件性能的核心技術問題。
與傳統塊體材料相比，量子點(零維納米材料)的小尺寸、大比表面積、高的表面原子比例意味著材料與電解液的充分接觸以及更短的離子擴散距離，堪稱理想的電極材料。然而，將量子點應用于電化學的研究結果大多并不理想，這與常見量子點材料電化學活性差、表面有機配體包覆以及粒子間界面電阻較高密切相關。
趙志剛課題組和耿鳳霞課題組針對這一問題進行研究，在氧化鎢量子點制備及其電化學應用方面的研究取得突破進展。他們采用鎢基金屬有機配合物作為前驅體，單一脂肪胺為反應物及溶劑，獲得尺寸均一，可單分散于有機溶劑的納米晶，并觀察到較強的量子尺寸效應，解決了氧化鎢量子點難以獲得，必須依賴于晶格模板(硅膠、分子篩)來制備的難題。
研究人員進一步通過簡單的配體交換，使量子點在充放電與電變色測試方面，展示出大大優于非零維氧化鎢以及其他無機電變色材料的電化學性能。未來有望極大地拓展量子點材料在超快響應電化學器件領域的應用。