镍氢电池负极材料现几乎都是合金，其中应用最广的AB5型贮氢合金容量约310mAh/g。本申请人前期研究发现LaFeO3具有可逆电化学容量，首次放电容量25℃约330mAh/g、40℃及以上超过500mAh/g，有可能成为镍氢电池潜在的新型高容量负极材料。LaFeO3目前存在的主要问题是：可逆容量的电极过程机理不清楚，由此引起的温度影响容量的机理、初期循环容量衰减较快、高倍率充放电性能差的问题也有待研究。本项目将首先研究LaFeO3产生这些问题的原因及机理，其次采用碱土金属Sr、Ba及稀土金属和过渡金属Mn、Ni、Co等分别部分替代LaFeO3中La和Fe，通过改变体相结构达到改变其电化学行为的目的，最后采用金属及合金（含LaNi5系贮氢合金）对LaFeO3进行表面催化或纳米复合，以提高材料的表面电化学反应速度及常温放电容量等，为开发性能优良的LaFeO3高容量电极材料提供理论技术基础。

2008年四川大学首次发现LaFe03表现出较高的电化学容量，2009年申请国家基金并获得批准。在基金项目“LaFe03材料的电化学行为及金属改性研究”（批准号:50971096）的支持下，取得了具有较高学术和一定应用价值的研究成果： 1）LaFeO3-δ充放电过程表现为吸放氢与铁变价的协调机制，其容量衰减与镍粉的不可逆氧化相关;2）50-100nm的非晶态纳米级和晶态深亚微米LaFeO3-δ在60℃及125 mA/g的放电容量分别达到532和443 mAh/g、循环稳定容量达到360和310mAh/g二者都表现出温度及尺度敏感性;3）在60℃及125 mA/g充放电条件下，晶态深亚微米La1-xAxFeO3-δ（A=Sr，Ba）的La位Sr和Ba部分替代(x=0.6)使循环稳定容量从310mAh/g提高到370和450mAh/g,结构变化提供了更好的电化学活性；晶态深亚微米LaFe1-xTxO3-δ（T=Ni，Co）的Fe位Ni和Co部分替代(xNi=0.4，xCo=0.2)使循环稳定容量提高到470和430mAhg-1，与Ni和Co自身电催化活性相关;4）在125mA/g充放电条件下，高能球磨使晶态深亚微米LaFeO3-δ的循环稳定容量从25、40和60℃的52、110、310mAh/g提高到205、270和390mAh/g，球磨过程非晶化缺陷增加及颗粒细化起作用;5）CuFe2O4尖晶石型氧化物通过Cu2 和Fe3 的阴极电结晶过程原位自组装形成分布均匀的Cu/Fe纳米复合材料，原位Cu纳米颗粒明显改善了Fe电极高倍率和低温放电性能，性能明显优于传统铁镍电池Fe3O4电极材料。 在执行项目过程中：1）共发表SCI收录论文8篇，其中5篇影响因子超过3.0，他引总36次；2）研究结果入编“十二五”国家重点图书《稀土金属材料》，冶金工业出版社，2011年8月出版；3）申请并公告了1项发明专利：钙钛矿系贮氢电极材料，陈云贵等，200910058637.5，公告日2010-05-19；4）培养硕博研究生5人，本科4人。 从应用上分析，LaFeO3在较高温度如60℃具有应用潜力。

针对物化型软岩具有水化膨胀、碎胀扩容和强度降低等物理化学和力学特性，提出了采用电化学方法改变其物质成分和结构，并排除其中的水分来提高其长期稳定性的研究思路。研究以蒙脱石含量为主和高岭石或伊利石含量为主的软岩的矿物成分、微观结构、电化学特性，建立改性的矿物学基础。研究物化型软岩电化学改性中物质成分和结构的变化过程与规律，揭示软岩电化学改性机理。研究软岩块体与软岩粉体在电化学固结改性过程中的电流传递机理、电渗和电泳等电动和电解现象，建立物化型软岩电化学改性的电化学基础。研究软岩块体和粉体的改性效果与外加电场强度、电解液类型、电解液浓度及其作用时间、压力、温度与软岩矿物成分、块体尺寸等因素的相关规律，建立软岩电化学改性的基础理论。为软岩及软岩工程的长期稳定性提供电化学改性的技术基础和工程应用方法，其成果具有重要的理论意义和应用价值。

实现对脱氧核酶结构和性能的精确调控是一个研究热点和难点。电化学方法是一个简便的、重要的研究工具和调控手段，有利于实现对核酸分子的准确结构调控。本课题拟采用电化学方法调控核酸分子的结构和金属离子的价态及空间分布等，揭示电化学激发条件下金属离子与核酸分子之间的相互作用规律。采用静电场调控方法研究脱氧核酶分子在固/液界面处的构象变化和催化性质改变；采用电化学氧化还原法调控金属离子的价态，进而影响溶液相脱氧核酶分子的结构和性质；发展电化学选择性激活多脱氧核酶体系。揭示不同电化学条件下脱氧核酶与底物的作用机理，为脱氧核酶结构及性能的电化学调节方法提供理论依据，尝试将电化学激发脱氧核酶用于制备一维核酸纳米结构、调控核酸纳米机器等。作为一种普适性电化学调节方法，相信随着生物技术的发展，将会在电化学治疗技术等更多领域内得到更广泛应用。