一 、实验室概况
北京理工大学极端环境能源化学研究中心围绕国家战略需求，依托光伏、材料、储能等领域的研究基础，着力于极端复杂环境体系下能量的获取与存储转化中的机制原理到器件应用研究。研究中心依托北京理工大学前沿交叉科学研究院建设实体研究平台，现有实验面积300余平米，与材料学院、宇航学院相关方向青年教师交叉合作，建设一支涉及材料科学、化学、工程力学、电化学、化工等交叉学科研究队伍。中心核心成员现有9人，包括国家级青年人才4人；现有教授4人，预聘副教授3人，预聘助理教授2人。
二、研究方向
中心主要研究方向围绕国家战略需求，依托中心在光伏、材料、储能领域的研究基础，着力于极端复杂环境体系下能量的获取与存储转化中的机制原理到器件应用研究。
利用中心在光电转化和储能电池领域的研究基础，着力于极端复杂环境体系下能量的获取与存储研究，解决低温、低压等复杂环境下电极界面电荷分离与电荷输运难题，实现极端复杂环境下能量的高效获取与存储。
具体包括如下几个方面：
（1）极端复杂环境体系下太阳能资源的高效转化
（2）极端复杂环境体系下高比能金属锂电池储能机理
（3）极端复杂环境下能源化学界面过程微纳测试
（4）极端复杂环境下能量获取与存储一体化集成
三、中心主要成员
黄佳琦、靳柯、李红博、陈亚彬、袁洪、郭寻、刘方泽、李博权、张学强
四、主要仪器设备
1.岛津AXIS SUPRA+全自动、成像型多技术X射线光电子能谱仪
主要功能：
测定光电子能量求电子的结合能实现对表面元素分析，用于固体材料样品的表面化学、组成及化学态 、表面化学图像、 微区定性、半定量分析、样品深度剖析、表面理论研究。
主要技术特点或参数：
自动化技术，快捷智能工作流程适合多用户环境。
多种X射线源可选：有效保证低含量元素测定；有效区分光电子峰和俄歇峰；确保小束斑模式下精细的灵敏度。
高功率X射线源和浸入式磁透镜设计确保获取精细的灵敏度。
大平均半径的双聚焦半球能量分析器，可以获得精细的能量分辨。
全自动超低能无阴影荷电中和器，对于不同类型样品可实现准确的电荷中和。
二维阵列延迟线检测器，可以同时记录光电子的信号强度及其发射位置，亦可以在数秒的时间里获取完整的XPS谱图。
快速平行成像功能简单易行，可以快速获得高能量分辨的化学状态图像。
多模式团簇离子枪自动选择离子源模式保证不同材料的准确性和便捷剖析。
2.FEI-Apreo C HiVac场发射扫描电子显微镜+/XFlash 6/30能谱仪+/eFlash FS电子背散射衍射仪+/Elphy Quantum电子束曝光仪
主要功能：
表征物质微观形貌、结构、化学以及显微织构，可进行微加工。
主要技术特点或参数：
仪器对大部分磁性样品、纳米粒、粉末、催化剂等材料的分辨率均达到纳米或亚纳米级。
具有极佳的灵活性，可处理多种样品类型，包括绝缘材料、敏感材料或磁性样品，并收集对于应用最重要的数据。
先进的自动化程序包括可进行自动图像微调、光学对齐、撤消、用户指导、绘图划分和拼接的 FLASH。
EDS可进行谱定性分析，具有完善的分析线系，可对抛光表面或粗糙表面进行定量分析。
EBSD可对倾斜角度进行调节,结合EDS进行相分析获得晶体结构数据。
电子束曝光可控制步长低于纳米量级，拥有多种扫描方式。
3.超精准全开放强磁场低温物性研究平台
主要功能：
OptiCool是Quantum Design公司基于PPMS卓越的温度和磁场控制性能，融入更多光学技术，最新推出的超精准全开放强磁场低温光学研究平台。系统采用全干式完全无液氦的制冷技术和精湛的避震技术，创新独特的设计理念确保在获得低温、强磁场的同时仍能够保证样品的超低震动，方便对样品进行光学、电学、磁学等物性测量。
技术特点或参数：
样品腔尺寸：直径89 mm，高度84 mm，可接入80根各种引线
温度控制：范围1.7 K~350 K；稳定性±0.2% (T<20 t="">20 K)，初始启动冷却时间~20小时，样品降温时间~2小时（室温到4 K)
磁场控制：最大磁场强度±7 T，锥型劈裂磁体；均匀度±0.03%(1厘米球)﹔±0.5%(3厘米球)
震动稳定性：水平稳定性<10 nm峰-峰值，竖直稳定性<4 nm峰-峰值
光学窗口：1个顶部窗口，50 mm直径，净孔径41.5 mm。7个侧面窗口，40 mm直径，净孔径24.5 mm。光路张角（顶部窗口)70°全方位张角，样品位于磁体中心。90°全方位张角，样品位于磁体中心上部13 mm处。光路张角（侧面窗口)13°全方位张角，样品位于磁体中轴线上。
平台开放性：兼容多种低温测试技术：低温高压、低温拉曼、光致发光、紫外/红外反射&吸收、纳米磁学、量子光学、自旋电子学等；
4.电子束/热蒸发薄膜制备—手套箱联用系统
主要功能：
电子束/热蒸发薄膜制备系统(TEMDS500)与手套箱系统(Universal 2440/750/900)有机结合，具有高真空电子束蒸发镀膜和有机/无机蒸发镀膜及手套箱可控环境的器件检测及后期处理功能等，广泛应用于纳米薄膜光电子器件制备及生产线前期工艺试验等。
技术特点或参数：
· 真空室尺寸：L500×W500×H600mm，不锈钢材质；可与手套箱对接使用或独立使用；
· 真空系统组成：复合分子泵+旋片泵+超高真空插板阀；
· 真空极限：优于8.0×10-5 Pa；
· 抽速：从大气抽至8.0×10-4 Pa≤40 min；
· 电子束蒸发源：1台，功率8KW；6穴坩埚；坩埚容量 20CC；
· 电阻蒸发源：2组电阻蒸发源，配1台3KW蒸发电源；
· 各蒸发源配置独立挡板；
· 基片台加热：室温～300 ℃，转速0～20 rpm
· 进口膜厚仪，可实现蒸发源蒸发速率及膜厚控制；
· PLC触摸屏半自动控制方式
· 手套箱与镀膜机连接，手套箱可集成显微镜装置，集成有封闭的箱体（带有倾斜的操作面和可拆卸的安全玻璃前窗）、过渡舱、循环净化单元(单柱)、PLC控制及触摸屏操作系统、真空系统、显示系统、支架等。
· 水氧指标：小于1 ppm；
泄露率：小于0.001 vol%/h；
5.输力强1470E系列-多通道电化学测试系统
主要功能：
多通道电化学测试系统是主要针对电池、燃料电池和超级电容器等储能装置设计制造的直流（DC）和阻抗（AC）特性研究的综合测试系统。
主要技术特点：
包括一个或多个1470E多通道恒电位/恒电流仪和多通道145x系列频率响应分析仪（FRAs）；
可以由计算机软件控制对多个测试体系进行同时DC和AC阻抗测试分析；
每台1470E提供8个完全独立的恒电位/恒电流仪，可以同时对8个不同体系进行测试；
每个通道完全独立，对每个体系可以进行相同测试，也可以进行不同测试；
常规的标准电化学测试均包含在内：充/放电、开路电压、动电位、动电流、循环伏安、线性扫描、计时电流/库仑，计时电位、快速脉冲及阶跃、阻抗测量、欧姆降测定;
高速数据采集（每秒采集 10,000个数据点）可以用于快速循环伏安或手机电池GSM的脉冲测试；
6.岛津GC-2014 气相色谱仪
主要功能：
测试某一特定化合物的纯度与对混合物中的各组分进行分离，同时还可以测定各组分的相对含量；气相色谱还可对化合物的表征有所帮助。
主要技术特点或参数：
①柱温：室温+10℃～420℃。
②进样口：温度范围：～420 ℃；升温设定： 1 ℃ 步；同时安装数：多 3 单元；进样单元种类：双填充柱、单填充柱、分流/不分；压力设定范围： 0～970kpa；程序比率设定范围：−400～400kPa/min。
③检测器：TCD：半扩散型检测池，可减少污染，延长检测池使用寿命。配备自动灯丝保护回路。
④沿用GC-2010进样口、检测器、流量控制器等的设计理念，并继承大型LCD、载气数字控制、自检等功能，使操控更为简便，灵活性高。
7.北京珀菲特PLD-S-300 脉冲激光沉积系统
主要功能：
主要用于生长功能性氧化物薄膜及异质结，包括铁电、铁磁、超导等薄膜材料。
主要技术特点或参数：
真空系统采用中科仪FF-160/620复合分子泵和北仪优成TRP-24机械泵，可以实现优于5x10-7mbar的真空度。采用Inficon公司MPG400真空计测量真空度，另外采用Inficon公司CDG025D薄膜真空计，精确控制生长时的工艺压力。加热器最高加热温度900°C，温度稳定性±1 °C，1英寸区域的加热均匀性为1%。4个1英寸的靶位，靶台能够公转更换靶位，同时每个靶位也能够连续自转。每个靶托可以单独取下，用于更换靶材，靶台配有挡板可以防止靶材之间的交叉污染。
系统控制软件可以控制样品的加热温度、升降温速度、靶台的自转和公转、靶台摆动扫描等，通过编写程序实现自动生长。