佐治亞理工學院儲能、催化領域教授簡介

佐治亞理工學院（Georgia Institute of Technology），簡稱Georgia Tech，也被簡稱為Gatech或GT，建校于1885年，是坐落于美國東南部第一大城市亞特蘭大的世界頂尖研究型大學，美國大學協會成員。它與麻省理工學院和加州理工學院并稱為美國三大理工學院。

Faisal Alamgir?

【教育背景】

2003年，里海大學，材料科學與工程博士

1996年，科爾學院，物理與數學學士

【研究領域】

利用電子顯微鏡和各種光譜學研究大塊金屬玻璃，以便從下至上解釋它們的高玻璃形成能力。這項工作還涉及基于電子顯微鏡的探測亞納米級結構技術的發展。在獲得博士學位后，他在布魯克海文國家實驗室（BNL）和紐約城市大學亨特學院之間共同擔任了博士后職位，為期兩年，他從事基于同步加速器的原位光譜技術的開發，用于動態納米級研究二次電池和燃料電池材料。主要研究興趣：

1、能量轉換存儲和捕獲材料

表面原子，電子，形貌結構

光/電催化：燃料電池，水分解，產氫

儲存電化學能；堿/堿土離子電池（例如，Li，Na，Mg離子）

原位實驗方法在能源應用中的材料發現

用于能量捕獲，轉換和存儲的納米紋理材料

2、納米和納米尺度結構

使用基于同步加速器的技術的局部原子/電子結構

電子顯微鏡（TEM）中類似同步加速器功能的開發，以獲得原子特定的徑向分布函數

【個人主頁】

http://www.mse.gatech.edu/people/faisal-alamgir

【成果介紹】

磷化鐵（FeP）由于其高比容量而被認為是Li / Na離子電池的潛在陽極。然而，差的電導率以及快速的容量降低是其電網應用的障礙。在這里，我們表明具有嵌入在導電碳基質中的FeP納米顆粒的多孔復合納米纖維（NF）可用作鋰離子和鈉離子電池的高性能陽極。 FeP/C復合NF可以通過電紡，碳化，氧化和磷酸化的組合來生產。作為鋰離子電池的負極，該復合材料可顯示出超過1100 mAh g^-1的比容量，這是商用石墨負極的3倍。即使以快速的充電/放電速率，它也表現出1000次循環的穩定性能。同樣重要的是，FeP/C復合材料可用于Na儲存，比容量高達760 mAh g^-1，具有出色的循環穩定性，比沒有碳基質的FeP顆粒好得多。這些結果強調了FeP / C復合材料合理設計的重要性，其中碳基體不僅可以增強電荷和離子傳輸，還可以最大程度地減少循環時的結構變化。

Yang Y, Fu W, Lee D C, et al. Porous FeP/C composite nanofibers as high-performance anodes for Li-ion/Na-ion batteries[J]. Materials Today Energy, 2020, 16: 100410.

Zhiqun?Lin?

【教育背景】

2002年，馬薩諸塞大學，高分子科學與工程博士

1998年，復旦大學，高分子科學碩士

1995年，廈門大學，材料化學學士

【研究領域】

林志群現任佐治亞理工學院材料科學與工程教授。他的研究專注于納米結構功能材料（NanoFM）。他的研究小組目前正在研究的材料種類繁多，包括基于聚合物的納米復合材料，嵌段共聚物，聚合物共混物，共軛聚合物，量子點（棒，四腳架，導線），磁性納米晶體，金屬納米晶體，半導體金屬氧化物納米晶體，鐵電納米晶體，多鐵性納米晶體，上轉換納米晶體，熱電納米晶體，核/殼納米顆粒（nanorods），中空納米晶體，Janus納米晶體，納米孔，納米管，分層結構和組裝的材料以及半導體有機-無機納米雜化物。

他的研究目的是了解這些納米結構材料的基本原理。他的小組打算以精確可控的方式創建這些納米結構，并在開發多功能材料的過程中探索結構-特性關系，這些材料可潛在地用于能量轉換（例如，太陽能電池，光催化和制氫）和存儲（例如，電池） ），電子，光學，光電，磁性材料和設備，納米技術和生物技術。當前的研究項目是：

1、單分散功能納米晶體（即普通，核/殼，中空和Janus納米晶體）的通用且穩健的策略

2、太陽能轉換材料

3、儲能材料（鋰離子電池）

4、氫氣產生和光催化材料

5、熱電材料

6、聚合物和納米晶體的自組裝

7、功能性納米復合材料

8、非線性功能均聚物和嵌段共聚物的合成，表征和自組裝，是通過活性聚合（例如ATRP和RAFT）和點擊反應的結合

【個人主頁】

http://www.mse.gatech.edu/people/zhiqun-lin

【成果介紹】

合理設計具有互連納米結構的無粘合劑電極材料的能力，對于具有長循環和出色的倍率性能的鋰離子電池（LIB）來說，是非常需要的。這種在納米結構之間包含孔的電極使電解質與大面積接觸，與集流體的導電性提高，并且具有良好的結構穩定性和機械完整性。在此，我們首次報道了LIB中CuO電極出色的循環穩定性和倍率性能。 CuO納米迷宮（NLs）由基于銅箔的密集交錯納米壁組成，是通過基于溶液的簡便蝕刻工藝制成的。值得注意的是，發現在相鄰的CuO納米壁之間和在納米壁內普遍存在宏觀和介觀孔（即，形成分層的多孔CuO NL）。有趣的是，CuO NLs陽極具有超長的循環穩定性，即800次循環后的比容量為320 mA h g-1，而在1 A g-1的高電流密度下容量不衰減。

Jia, Y. Wang, X. Liu*, S. Zhao, W. Zhao, Y. Huang, Z. Li*, and Z. Lin*, "Hierarchically Porous CuO Nano-labyrinths as Binder-free Anodes for Long-Life and High-Rate Lithium Ion Batteries”,Nano Energy. 59, 229 (2019).

Matthew McDowell

【教育背景】

2013年，斯坦福大學，材料科學與工程博士

2011年，斯坦福大學，材料科學與工程碩士

2008年，佐治亞理工學院，材料科學與工程學士

【研究領域】

馬修·麥克道爾(Matthew McDowell)博士于2015年秋季加入佐治亞理工學院，擔任助理教授，同時受聘于喬治·w·伍德拉夫機械工程學院(George W. Woodruff School of Mechanical Engineering)和材料科學與工程學院(School of Materials Science and Engineering)。在此之前，他是加州理工學院化學與化學工程系的博士后學者。麥克道爾博士的研究小組致力于了解能源和電子設備的材料在運行過程中如何變化和轉換，以及這些轉換如何影響性能。該小組使用原位實驗技術來探測材料在現實條件下的轉變。該小組取得的基礎科學進展指導了突破性新設備的材料工程。小組目前的項目主要集中在:?1)堿離子電池的電極材料，2)固態電池的材料，3)電子和催化用硫族化合物材料的界面，4)制造納米金屬的新方法。

【個人主頁】

http://www.mse.gatech.edu/people/matthew-mcdowell

【成果介紹】

在此觀點中，我們重點介紹了與固態電池中鋰金屬陽極集成相關的最新進展和挑戰。盡管先前的報道表明固體電解質可能不能被鋰枝晶穿透，但是在各種電解質組成和循環條件下，這一假設已被推翻。在這里，我們描述了無機和有機固體電解質中鋰枝晶生長和相間形成的機理的起源和重要性。結合真實和相互空間成像和建模的多峰技術對于充分了解這些界面處的非平衡動力學是必不可少的。目前，大多數關于固體電解質界面上鋰電極動力學的研究都是以對稱的Li–Li構型完成的。為了充分了解鋰金屬陽極帶來的挑戰和機遇，必須進行全電池實驗。最后，就壓力，幾何形狀和侵入協議而言，工作條件對固態電池的影響很大程度上未知。鑒于該領域的快速發展和固體電解質的多樣化，我們強調需要詳細報告實驗條件和整個固態電池領域的測試標準化。

K. B. Hatzell, X. C. Chen, C. L. Cobb, N. P. Dasgupta, M. B. Dixit, L. E. Marbella, M. T. McDowell , P. P. Mukherjee, A. Verma, V. Viswanathan, A. S. Westover, W. G. Zeier "Recent Progress and Future Outlook on Lithium Metal Anodes for Solid-State Batteries," ACS Energy Letters,2020, 5, 922-934.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02668

Meilin Liu

【教育背景】

1989年，加州大學伯克利分校，材料科學與工程博士

1986年，加州大學伯克利分校，材料科學與工程碩士

1982年，華南理工大學，材料科學與工程學士

【研究領域】

?Liu團隊的主要興趣在于從根本上理解結構、組成、形態和缺陷對離子和電子導體的電、化學、催化和電化學性能的影響，特別是沿表面、跨界面和通過復雜電極的電荷和傳質。我們尤其感興趣的是開發新的戰略和新型材料，以實現高效和低成本的化學和能源轉化。我們的研究活動主要集中在薄膜、薄膜和納米結構電極的合成和制備、原位表征和多尺度建模，以實現具有獨特功能的材料和結構的合理設計，實現高效的儲能和轉換。

1、用于化學和能量轉換的離子和電子導體的設計、合成、制造、表征和應用;

2、涂層、薄膜、薄膜、具有納米結構表面或界面的多孔電極和固態離子器件的制備和評價;

3、利用拉曼光譜(包括表面增強拉曼散射)、x射線技術、質譜分析和阻抗譜技術探測和繪制電極表面和界面上吸附的物質和初始相，為電極過程的機理提供重要的見解。

【個人主頁】

http://www.mse.gatech.edu/people/meilin-liu

【成果介紹】

隨著柔性和可穿戴電子設備的發展，對高能量密度和耐久性的柔性電源的需求迅速增加。金屬空氣電池由于其優良的理論能量密度，被認為是最有希望的應用。特別是鋅空氣電池和鋰空氣電池，由于其在提供高能量密度的同時保持較長的使用壽命的潛力而受到廣泛關注。雖然在提高這些電池的電化學性能方面取得了重大進展，但在實現可穿戴電子設備所需的機械靈活性的同時保持高性能方面仍存在許多技術挑戰。本文介紹了柔性鋅空氣電池和鋰空氣電池發展的最新進展和面臨的挑戰。我們首先概述了在探索各種電池配置以有效地適應與使用柔性電子設備相關的壓力和應變方面的最新創新。在這之后，詳細回顧了在柔性電池組件的設計方面取得的進展:金屬電極、電解質膜和空氣電極。此外，還討論了工作條件對電池性能和耐用性的影響，包括工作溫度和環境空氣中常見的污染物(如二氧化碳和濕氣)的影響。最后，指出了新一代柔性金屬空氣電池的發展面臨的挑戰，以及進一步的研究方向和展望。

Peng Tan, Bin Chen, Haoran Xu, Houcheng Zhang, Weizi Cai, NI Meng, Meilin Liu, Zongping Shao, "Flexible Zn-and Li-Air Batteries: Recent Advances, Challenges, and Future Perspectives", Energy Environ. Sci. , 2017, | DOI: 10.1039/C7EE01913K

本文由zhuangzl供稿

本內容為作者獨立觀點，不代表材料人網立場。

未經允許不得轉載，授權事宜請聯系kefu@cailiaoren.com。

歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱: tougao@cailiaoren.com.

投稿以及內容合作可加編輯微信：cailiaorenVIP。