近期，重庆交通大学材料科学与工程学院能源催化材料团队在钠离子电池负极材料领域取得重要突破。该团队创新性地利用原位碳化-造孔策略协同多尺度地构建了N/O/S协同掺杂介孔碳材料，通过独特的“表面吸附-层间吸附-层间插层-微孔填充”四阶段钠离子储存机制，系统地解决了钠离子半径较大限制了电池的快充和循环性能的行业瓶颈。该成果以“Uniformly confined heteroatoms in mesoporous carbon engineered by organic-inorganic hybrid template for ultrafast-charging sodium-ion batteries”为题，发表在材料科学领域高水平国际期刊《Carbon》上。该论文的第一作者为材料学院硕士研究生陈雨萧，我校材料学院副教授段有雨为该论文第一通讯作者。

钠离子较大的离子半径导致其在传统负极中的扩散动力学缓慢，限制了电池的快充能力。针对这一难题，重庆交通大学科研团队创新性地开发了一种原位碳化-造孔策略：通过N、O、S三种元素的同步掺杂，有效扩大了碳负极材料的层间距（0.425 nm），并显著降低了钠离子的扩散能垒；精心设计的碳负极材料具有丰富介孔网络（1.8–5 nm）和高的比表面积，为钠离子的快速传输提供了“绿色通道”。该新型负极材料在超高电流密度下循环10,000次，平均每圈容量衰减率仅为0.0048%。团队通过原位拉曼光谱、非原位XPS/XRD和密度泛函理论（DFT）计算，深入阐明了该材料的四阶段钠存储机制：表面吸附-层间吸附-层间插层-微孔填充。这一发现为未来高性能钠离子电池碳负极材料的结构设计提供了重要理论依据。

段有雨副教授依托重庆交通大学材料科学与工程学院，主要从事新能源材料与器件方面的研究。近年来主持国家级和省部级项目4项，校内高层次人才启动经费1项，企业委托项目1项。参研国家重点研发计划等项目10项。担任Rare Metals、Chinese Journal of Structural Chemistry、CleanMat、Energy Lab、MetalMat期刊青年编委。近年来在Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.等国际期刊发表SCI论文60余篇，其中第一作者/通讯作者36篇。申请国家发明专利13项，出版专著1部。获川渝科学技术大会一等奖（排1），2024年度全球卓越工程师大赛—优秀成果转化奖（排1）。