哈尔滨工业大学化工与化学学院杜春雨

funv

杜春雨，男，汉族，1975年生。哈尔滨工业大学教授，博士生导师；哈尔滨工业大学化工学院院长助理； 特种化学电源研究所副所长。承担国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、863项目、国防科工局重点项目以及省市级项目和重大横向课题多项。 获得黑龙江省自然科学一等奖2项，省自然科学二等奖1项，省高校科技进步一等奖1项。


教师姓名 杜春雨
职位/职称
副院长/教授
所属学科  化学工程与技术-应用化学
研究方向 化学电源(锂离子电池、燃料电池等)、电化学


联系方式
电  话：0451-86403808
E-mail：cydu@hit.edu.cn
办公地址 明德楼C1212
通讯地址：哈尔滨工业大学明德楼C1212
邮政编码：150001


教育经历
1994年-1998年, 就读于哈尔滨工业大学, 电化学工程学士
1998年-2000年, 就读于哈尔滨工业大学, 应用化学硕士
2001年-2004年, 就读于哈尔滨工业大学, 环境科学与工程博士
2006年-2007年, 香港科技大学, 博士后


荣誉称号
2006年 入选哈尔滨工业大学优秀青年教师;
2007年 获黑龙江省高校科技进步一等奖;
2008年 获黑龙江省自然科学一等奖;
2009年 获得哈尔滨工业大学第三届青年教师教学基本功竞赛二等奖;
2009年 获“哈尔滨工业大学基础研究杰出人才培育计划”;
2011年 获黑龙江省自然科学二等奖;
2014年 获黑龙江省自然科学一等奖;

代表论文

燃料电池、纳米材料：

Q. Tan, C.Y. Du, Y.R. Sun, L. Du, G.P. Yin,Y.Z. Gao, Nickel-doped ceria nanoparticles for promoting catalytic activity ofPt/C for ethanol electrooxidation. J. Power Sources. 2014, 236, 310.

Q. Tan, C.Y. Du, Y.R. Sun, G.P. Yin, Y.Z.Gao, Pd-around-CeO2-x hybrid nanostructure catalyst: three-phase-transfersynthesis, electrocatalytic properties and dual promoting mechanism. J. Mater.Chem. A, 2014, 2,1429

L. Du, S. Zhang, G.Y. Chen, G.P. Yin, C.Y.Du, Q. Tan, Y.R. Sun, Y.T. Qu, Y.Z. Gao, Polyelectrolyte assisted synthesis andenhanced oxygen reduction activity of Pt nanocrystals with controllable shapeand size. ACS Appl. Mater. Inter. 2014, 6（16）, 14043.

N. Zhang, S. Zhang, C.Y. Du, Z.B. Wang,Y.Y. Shao, F.D. Kong, Y.H. Lin, G.P. Yin, Pt/Tin Oxide/Carbon nanocomposites aspromising oxygen reduction electrocatalyst with improved stability andactivity. Electrochim. Acta. 2014, 117（20）, 413.

C.Y. Du, M. Chen, W.G. Wang, Q. Tan, K.Xiong, G.P. Yin, Platinum-based intermetallic nanotubes with a core-shellstructure as highly active and durable catalysts for fuel cell applications. J.Power Sources. 2013, 240（15）, 630.

D.J. Zhao, S. Zhang, G.P. Yin, C.Y. Du,Z.B. Wang, J. Wei, Tungsten doped Co-Se nanocomposites as an efficient nonprecious metal catalyst for oxygen reduction. Electrochim. Acta. 2013, 91（28）, 179.

Y. Gu, C.T. Liu, J. Gao, K. Wang, Y.R. Sun,C.Y. Du, Effects of microwave power on performance of Pt/CeO2/MWCNTs catalystsprepared by microwave-assisted polyol process for methanol electrooxidation.Materials design, progress and applications. 2013, (690-693), 1500.

Q. Tan, C.Y. Du, G.P. Yin, P.J. Zuo, X.Q.Cheng, M. Chen, Highly efficient and stable nonplatinum anode catalyst withAu@Pd core–shell nanostructures for methanol electrooxidation. J. Catal. 2012,295, 217.

C.T. Liu, C. Meng, C.Y. Du, J. Zhang, G.P.Yin, P.F. Shi, Y.R. Sun, Durability of ordered mesoporous carbon supported Ptparticles as catalysts for direct formic acid fuel cells. Int. J. Electrochem.Sci. 2012, 7, 10592.

L.H. Xing, Z.B. Wang, C.Y. Du, G.P. Yin,The influence of anode diffusion layer on the performance of direct dimethylether fuel cell. Int. J. Energ. Res. 2012, 36（7）, 886.

L.H. Xing, G.P. Yin, Z.B. Wang, S. Zhang,Y.Z. Gao, C.Y. Du, Investigation on the durability of direct dimethyl etherfuel cell. Part I: Anode degradation. J. Power Sources. 2012, 198（15）, 170.

F.D. Kong, S. Zhang, G.P. Yin, Z.B. Wang,C.Y. Du, G.Y. Chen, N. Zhang, Electrochemical studies of Pt/Ir-IrO2electrocatalyst as a bifunctional oxygen electrode. Int. J. Hydrogen Energ.2012, 37（1）, 6759.

F.D. Kong, S. Zhang, G.P. Yin, N. Zhang,Z.B. Wang, C.Y. Du, Pt/porous-IrO2 nanocomposite as promising electrocatalystfor unitized regenerative fuel cell. Electrochem. Commun. 2012, 14（1）, 63.

F.D. Kong, S. Zhang, G.P. Yin, N. Zhang,Z.B. Wang, C.Y. Du, Preparation of Pt/Irx(IrO2)10-x bifunctional oxygencatalyst for unitized regenerative fuel cell. J. Power Sources. 2012, 210（15）, 321.

D.J. Zhao, S. Zhang, G.P. Yin, C.Y. Du,Z.B. Wang, J. Wei, Effect of Se in Co-based selenides towards oxygen reductionelectrocatalytic activity. J. Power Sources. 2012, 206（15）, 103.

C.Y. Du, M. Chen, W.G. Wang, G.P. Yin, NanoporousPdNi alloy nanowires as highly active catalysts for the electro-oxidation offormic acid. ACS Appl. Mater. Inter. 2011, 3（2）, 105.

M. Chen, C.Y. Du, J. Zhang, P.P. Wang, T.Zhu, Effect, mechanism and recovery of nitrogen oxides poisoning on oxygenreduction reaction at Pt/C catalysts. J. Power Sources. 2011, 196（2）, 620.

T. Zhu, C.Y. Du, C.T. Liu、G. P. Yin,P. F. Shi, SiO2 stabilized Pt/C cathode catalyst for proton exchange membranefuel cells. Appl. Surf. Sci. 2011, 257（6）, 2371.

L.H. Xing, Y.Z. Gao, Z.B. Wang, C.Y. Du,G.P. Yin, Effect of anode diffusion layer fabricated with mesoporous carbon onthe performance of direct dimethyl ether fuel cell. Int. J. Hydrogen Energ.2011, 36（17）, 11102.

C.Y. Du , M. Chen, W.G. Wang, G.P. Yin,P.F. Shi, Electrodeposited PdNi2 alloy with novelly enhanced catalytic activityfor electrooxidation of formic acid. Electrochem. Commun. 2010, 12（6）, 843.

G.J. Wang. Y.Z. Gao, Z.B. Wang, C.Y. Du, J.J. Wang, G.P. Yin, Investigation of PtNi/C anode electrocatalysts for directborohydride fuel cell. J. Power Sources. 2010, 195（1）, 185.

G. J. Wang, Y. Z. Gao, Z. B. Wang, C. Y.Du, G.P. Yin, A membrane electrode assembly with high fuel coulombic efficiencyfor passive direct borohydride fuel cells. Electrochem. Commun. 2010, 12（8）, 1070.

锂离子电池:

H. Liu, C. Chen, C. Y. Du, X. S. He ,G.P.Yin, B. Song, P.J. Zuo, X.Q. Cheng , Y.L. Ma, Y.Z. Gao,Lithium-rich Li 1.2 Ni0.13 Co 0.13 Mn 0.54 O 2 oxide coated by Li3PO4 and carbon nanocomposite layersas high performance cathode materials for lithium ion batteries J. Mater. Chem.A, 2015, 3,2634-2641

Y. Z. Cui, C. Y. Du,G.P. Yin,Y.Z. Gao, L.L. Zhang, T. Guan, L. J. Yang, F.P. Wang. Multi-stress factor model for cyclelifetime prediction of lithium ion batteries with shallow-depth discharge. J.Power Sources. 2015, 279, 123–132

G.Y. Cheng, P.J. Zuo, L.G. Wang, W. Shi,Y.L. Ma, C.Y. Du, X.Q. Cheng, Y.Z. Gao, G.P. Yin, High-performancecarbon-coated LiMnPO4 nanocomposites by facile two-step solid-state synthesisfor lithium-ion battery. J Solid. State. Electr. 2015, 19(1), 281.

L.G. Wang, P.J. Zuo, G.P. Yin, Y.L. Ma,X.Q. Cheng, C.Y. Du, Y.Z. Gao, Improved electrochemical performance andcapacity fading mechanism of nano-sized LiMn0.9Fe0.1PO4 cathode modified bypolyacene coating. J. Mater. Chem. A. 2015, 3(4), 1569.

H. Liu , C.Y. Du , G.P. Yin, B. Song, P.J.Zuo, X.Q. Cheng , Y.L. Ma, Y.Z. Gao, An Li-rich oxide cathode material withmosaic spinel grain and a surface coating for high performance Li-ionbatteries. J. Mater. Chem. A 2014, 2(37), 15640.

L.J. Yang, X.Q. Cheng, Y.Z. Gao, Y.L. Ma,P.J. Zuo, C.Y. Du, Y.Z.Cui, T.Guan, S.F. Lou, F.P. Wang, W.D.Fei, G.P. Yin,Lithium deposition on graphite anode during long-term cycles and the effect oncapacity loss. RSC Adv. 2014, 4(50), 26335.

L.J. Yang, X.Q. Cheng, Y.Z. Gao, P.J. Zuo,Y.L. Ma, C.Y. Du, B. Shen, Y.Z. Cui, T. Guan, G.P. Yin, Lithium compounddeposition on mesocarbon microbead anode of lithium ion batteries afterlong-term cycling. ACS Appl. Mater. Inter. 2014, 6(15), 12962.

L.L. Zhang, Y.L. Ma, C.Y. Du, G.P. Yin,Research on the high-voltage electrolyte for lithium ion batteries. Process.Chem. 2014, 26(4), 553.

T. Guan, P.J Zuo, S. Sun, C.Y. Du, L.L.Zhang, Y.Z. Cui, L. J. Yang, Y.Z. Gao, G.P.Yin, F.P.Wang, Degradation mechanismof LiCoO2/mesocarbon microbeads battery based on accelerated aging tests. J.Power Sources. 2014, 268, 816

L.L. Zhang, Y.L. Ma, X.Q. Cheng, P.J Zuo,Y.Z. Cui, T. Guan, C.Y. Du, Y.Z. Gao, G.P. Yin, Enhancement of high voltagecycling performance and thermal stability of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode by useof boron-based additives. J. Power Sources. 2014, 263,146.

M. Chen, C.Y. Du, B. Song, K. Xiong, G.P.Yin, P.J. Zuo , X.Q. Cheng, High-performance LiFePO4 cathode material fromFePO4 microspheres with carbon nanotube networks embedded for lithium ionbatteries. J. Power Sources. 2013, 223, 100.

P.J. Zuo, T. Wang, G.Y. Cheng, C.Y. Du,Y.L. Ma, X.Q. Cheng, G.P. Yin, Improved electrochemical performance ofnano-crystalline Li2FeSiO4/C cathode material prepared by the optimization ofsintering temperature. J. Solid. State. Electr. 2013, 17(7), 1955.

P.J. Zuo, G.Y. Cheng, L.G. Wang, Y.L. Ma,C.Y. Du, X.Q. Cheng, Z.B. Wang, G.P. Yin, Ascorbic acid-assisted solvothermalsynthesis of LiMn0.9Fe0.1PO4/C nanoplatelets with enhanced electrochemicalperformance for lithium ion batteries. J. Power Sources. 2013, 243, 872.

M. Chen, C.Y. Du , L. Wang, P.F. Shi,Silicon/Graphite/Polyaniline nanocomposite with improved lithium-storagecapacity and cyclability as anode materials for lithium-ion batteries. Int. J.Electrochem. SC. 2012, 7(1), 819.

P.J. Zuo, T. Wang, G.Y. Cheng, X.Q. Cheng,C.Y. Du, G.P. Yin, Effects of carbon on the structure and electrochemicalperformance of Li2FeSiO4 cathode materials for lithium-ion batteries. RSC Adv.2012, 2(17), 6994.

F. Yang, K. Cheng, X.L. Liu, S. Chang, J.L.Yin, C.Y. Du, L. Du, G.L. Wang, D.X. Cao, Direct peroxide-peroxide fuel cell -Part 2: Effects of conditions on the performance. J. Power Sources. 2012, 217,569.

Y.X. An, P.J. Zuo, C.Y. Du, Y.L. Ma, X.Q.Cheng, J.Y. Lin, G.P. Yin, Effects of VC-LiBOB binary additives on SEIformation in ionic liquid-organic composite electrolyte. RSC Adv. 2012, 2(10),4097.

C.Y. Du, C.H. Gao, G.P. Yin, M. Chen, L.Wang, Facile fabrication of a nanoporous silicon electrode with superiorstability for lithium ion batteries. Energ. Environ. Sci. 2011, 4(3), 1037.

C.Y. Du, M. Chen, L. Wang, G.P. Yin,Covalently-functionalizing synthesis of Si@C core-shell nanocomposites ashigh-capacity anode materials for lithium-ion batteries. J. Mater. Chem. 2011,21(39), 15692.

代表专利

杜春雨，刘辉，尹鸽平，程新群，左朋建，马玉林，高云智，一种具有快离子导体包覆层和表面异质结构的富锂锰基正极材料及其制备方法，ZL201410175169.0.

杜春雨，陈桂林，尹鸽平，左朋建，程新群，马玉林，高云智，一种锂离子电池负极材料的结构及其制备方法，ZL201410161007.1

杜春雨，陈猛，宋柏，尹鸽平，史鹏飞，一种掺杂碳纳米材料球形磷酸铁及球形磷酸铁锂的制备方法，ZL201110418138.X

杜春雨，程新群，尹鸽平，史鹏飞，王振波，左朋建，用于聚合物电解质膜燃料电池的气体扩散层及其制备方法，ZL200810137131.9

主要成果

多年来一直从事化学电源电极材料、电催化机理、电化学过程的数学模拟和纳米材料等研究工作，先后参与完成多项国家级、省部级和横向科研课题，包括国家自然科学基金项目、863项目、973项目、黑龙江省自然科学基金项目、海军装备部项目、市重点攻关项目以及多项企业横向课题等。主持和承担国家自然科学基金、863计划、黑龙江省科技攻关重点项目、哈尔滨市科技创新人才基金、哈工大科研创新基金等多项课题。目前共发表学术论文80余篇，其中在Energy & EnvironmentalScience、Journal of MaterialsChemistry、 Electrochemistry Communications、Journal of PowerSources、Electrochimica Acta 等本领域高水平期刊上发表SCI 论文60余篇。总影响因子超过200，SCI他引近800次，H因子为16，申请国家发明专利10项，多项已获授权。

主要专著

程新群、杜春雨、陈锰，化学电源（燃料电池），化工出版社，2008

赵力、杜春雨、程新群、左朋建，电池词典，化工出版社，2012

胡信国、戴长松、王殿龙、杜春雨、熊岳平，动力电池材料（质子交换膜燃料电池），化工出版社，2013

张久俊、邢巍、尹鸽平、杜春雨、贾铮，氧还原电催化（旋转圆盘电极、旋转环盘电极及其在氧还原中的应用），Elsevier B.V.，2013

max

化工与化学学院杜春雨教授牵头的“高可靠长寿命锂离子电池关键技术及产业化应用”项目获国家科技进步奖二等奖。“高可靠长寿命锂离子电池关键技术及产业化应用”项目面向国家重大战略需求，从电极材料多尺度调控、电池结构一体化设计、制造工艺全流程构建3个层次着手，成功解决了高端锂离子电池寿命与可靠性提升的国家重大难题，创造了显著的经济效益与社会效益。

shuxue

单原子催化剂（SACs）在氧还原、析氧和二氧化碳还原等众多能量转换反应中表现出独特的催化性质。最近的研究表明，这些SACs中的活性中心在反应过程中会发生组成和结构的变化，进而对催化反应的活性、选择性和稳定性产生影响。但目前的研究尚未建立起活性中心结构与其原位变化之间的联系，因此无法从材料设计的角度对催化剂性质进行调控。此外，碳基底对SACs的性能也会产生重要的影响，但是碳基底结构与原位催化行为之间的关系尚未引起人们的重视。石墨烯和碳纳米管（CNT）具有均匀的sp2杂化碳骨架结构，为研究SACs的结构-性能关系提供了理想的模型。与石墨烯相比，CNT具有更多的sp3类C原子和应变的C-C键。弯曲的碳基底可能导致活性位点的动态演变，从而调控SACs的催化过程。
        鉴于此，哈尔滨工业大学杜春雨教授等人对生长在不同曲率石墨化碳上的Cu SA位点进行研究，发现碳基底的弯曲应变可以通过调控SACs在反应中的畸变程度对氧还原催化活性进行调控，这项工作发展了SACs在碳基底方面的结构-性能关系，并为其未来的设计和活性提升提供了重要的理论指导。
       本文要点：
        1) 借助量子化学计算和原位XAFS分析发现，在催化ORR反应时含氧物种沿轴向吸附在Cu原子上，改变了Cu原子所处的配位场引起结构畸变，使得原本近乎平面的CuN2C2位点转变为四方锥结构，而这种结构畸变程度受到载体内应变的调控作用。在平面结构的石墨烯上，Cu原子的轴向位移导致周围原子局部弯曲应变提升，能量上不利，因此畸变较弱；在弯曲程度较大的小管径碳纳米管上，Cu原子的轴向位移反而会降低周围原子的局部曲率，释放内应变以稳定体系，能量上更有利，因此畸变明显；
        2) 这种结构畸变对Cu所成的化学键造成影响，并进一步影响了经由化学键发生的活性中心向吸附物种的电荷转移。在畸变最小的石墨烯上，Cu和吸附含氧物种之间作用弱，电荷转移受限；在畸变最大的小管径碳纳米管上，Cu和N之间化学键被拉长而削弱，电荷转移也受限，因此在适中管径的碳管上能保证Cu与吸附物种之间建立起较强作用的同时不过分削弱原有配位键，使得活性位点向吸附物种转移电荷最大化，催化剂活性最佳；
       3) 最佳的CuN2C2位点位于直径为8 nm的碳纳米管上，相比于石墨烯，其活性提高了6倍。
        Guokang Han, et al., Substrate strain tunes operando geometric distortion and oxygen reduction activity of CuN2C2 single-atom sites. Nat. Commun., https://doi.org/10.1038/s41467-021-26747-1.