找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 469|回复: 9

[专家学者] 天津大学化工学院杨全红

  [复制链接]

59

主题

88

帖子

92

积分

注册会员

Rank: 2

积分
92
发表于 2018-5-7 17:58:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
杨全红博士是天津大学教授。国家杰出青年科学基金获得者、国务院政府津贴获得者、入选科技部创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才”。从事碳功能纳米材料和新型储能器件研究,获天津市自然科学奖一等奖(排名第一,2013)、天津市科技进步奖一等奖(排名第二,2012)和英国碳素学会“The Brian Kelly Award”(2004)。《Carbon》、《Science China Materials》、《Energy Storage Materials》《Materials Research Express》、《天津大学学报》等10份刊物编委。在Nature Chem、JACS、Adv Mater、Energy Environ Sci、Nano Lett、Phys Rev Lett、ACS Nano、Adv Energy Mater、Adv Funct Mater、Nano Energy等刊物发表SCI论文100余篇,他人引用6000余次。承担973国家重大研究计划课题、国家自然科学基金(杰青、重点、面上)等国家及省部级项目20余项;授权发明专利30余项。


杨全红
现任职称/职务:教授、博导、杰青
通讯地址:天津大学化工学院11楼109
电子邮箱:qhyangcn@tju.edu.cn

办公电话:022-27401097
杨全红 (天津大学化工学院教授)
男,1972年生,山西孝义人。博士,天津大学化工学院教授,博士生导师。
国家杰出青年科学基金获得者 、国务院政府津贴获得者 、创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才”  、获英国碳素学会“The Brian Kelly Award”(2004) 。从事碳功能纳米材料和新型储能器件研究,获国家技术发明二等奖 (2017)、天津市自然科学奖一等奖(2013,第一完成人)和天津市科技进步奖一等奖(2012,第二完成人)。
担任《Carbon》、《Science China Materials》、《Energy Storage Materials》和《天津大学学报》、《新型炭材料》、《电化学》等10份刊物编委。
人物经历
1990.9-1994.7,天津大学应用化学系高分子化工专业学习,获工学学士学位。
1994.9-1999.7,中国科学院山西煤炭化学研究所化学工艺专业(新型炭材料方向)硕博连读,获工学博士学位。
1999.8-2001.10,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部博士后。
2001.12-2002.12,法国科研中心(CNRS)博士后(法国科研部博士后)。
2003.2-2005.10,日本东北大学多元物质科学研究所COE fellow(研究助理)和日本学术振兴会外国人特别研究员(JSPS fellow)。
2005.11-2006.9,英国南安普敦大学光电研究中心(ORC)Research fellow。
2006.9-,天津大学化工学院教授。
2006.11-2007.1,英国南安普敦大学光电研究中心(ORC)访问科学家。
2008.1-2008.2,日本东北大学访问教授。
2008.12-2009.1,中国科学院金属研究所-沈阳材料科学国家(联合)实验室访问教授。
2009.1-, 中国科学院碳材料重点实验室客座教授。
2010.1, 日本东北大学访问教授。
研究方向编辑
碳纳米材料和纳米能源材料(锂电池和超级电容器电极材料)
1、石墨烯截面组装;2、碳材料液相组装制备;3、高体积能量密度储能 [7]
注:以“碳功能材料”为研究入口,以“高性能电化学储能”为应用出口,研究碳功能材料结构设计、制备科学和能量存储与转化机制,实现从策略、方法、材料、电极、界面、器件全链条构建致密储能器件的研究思路,解决产业发展瓶颈。 [4]
主要贡献编辑
在新型碳功能材料和高致密电化学储能研究方面取得引领性的研究成果,在Nat Commun、Nat Chem、JACS、Adv Mater、Energy Environ Sci等刊物发表SCI论文近200篇,被包括Science、Nature在内的高水平刊物他引6000余次,承担973课题、国家自然科学基金(杰青、重点、面上)等国家级省部级项目20余项,授权发明专利30余项。 [6]
获奖记录
项目获奖:
2017年 国家技术发明奖二等
2013年 天津市自然科学一等奖 (排名第⼀)
2012年 天津市科技进步一等奖 (排名第⼆)
个⼈获奖:
2017年 “万人计划”科技创新领军人才
2016年 天津市突出贡献专家
2015年 国家杰出青年科学基金获得者
2015年 科技部创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才 ”
2014年 天津市教育系统“教⼯工先锋岗”先进个⼈
2014年 天津市“创新人才推进计划”中青年领军人才
2013年 天津大学“北洋青年学者”
2012年 中国科学报社“青年科学之星”
2012年 日本学术振兴会JSPS Bridge fellowship
2007年 教育部“新世纪优秀人才支持计划”
2004年 英国碳素学会The Brian Kelly Award
1999年 中国科学院王宽诚博⼠后奖励基金
1999年 中国科学院伟华科技奖学金一等奖

回复

使用道具 举报

37

主题

48

帖子

53

积分

注册会员

Rank: 2

积分
53
发表于 2018-5-15 08:40:33 | 显示全部楼层
Small Methods: 雾霾防治新材料:机理、进展及展望



现今,科技发展与工业进步给人类带来了更加便捷高效的生活,但同时也对环境造成了极大的污染。雾霾,这一由气溶胶颗粒物引发的大气污染现象,正以雷霆之势侵蚀我们的蓝天,威胁我们的健康,恰似悬于公众健康之上的达摩克利斯之剑,高效治理,势在必行。源头控制与后端净化是解决这一问题的两种有效途径。源头控制需要对颗粒物进行成分谱分析及源解析,是一项复杂的系统工程,更适合从宏观尺度上改善大气环境,短期内难见显著成效。个人健康安全防护等技术与百姓的生活更加息息相关,利用后端净化,即采用过滤材料进行空气净化是应对颗粒物污染更便捷、更高效的手段。但是这些材料究竟由什么组成?它们又是如何净化空气的呢?这篇文章带我们一探究竟。

雾霾防治新材料

雾霾防治新材料

高品质的过滤材料应兼具较高的过滤效率和较好的透气性,然而这两个因素常呈鱼与熊掌之势,难以兼得。除此之外,重量、热稳定性和舒适度等都是评价过滤材料是否具有良好用户体验的重要标准。近日,天津大学杨全红教授团队在Small Methods上发表评述论文,系统总结了颗粒物拦截材料的最新研究进展,并提出高效拦截材料的设计原则及发展方向。该文章总结了近年来拦截材料的研究热点,包括种类丰富的高分子材料、高比表面积的碳材料、具有抗菌活性的金属材料、具有杀毒作用的MOF材料、耐高温的金属氧化物材料以及质量较轻的蚕丝材料。文章讨论了两种拦截机制,一种是“被动”拦截机制,即材料充当“障碍物”阻隔颗粒运动路径,基于这种拦截机制的材料通常依赖极小尺寸的孔隙紧密排布来实现优异的过滤效果,制备工艺简单且成本较低,但随之而来的高气阻极大降低了材料的透气性;另一种是“主动”捕获机制,即利用材料与颗粒物间的作用力来捕获颗粒物,如静电力、库仑力,基于此拦截机制的材料自身拦截能力强,使得材料厚度降低、孔径尺寸减小、透气性增强,但材料选择性小且成本较高。拦截机制的分析对于在不同环境中选择合适的过滤材料具有非常重要的意义。

随着研究的不断深入,粒径更小的颗粒物,如活性更高、在大气中停留时间更长、输送距离更远的PM1.0,针对它的防护应该作为未来颗粒物拦截材料的研究重点。同时,高拦截率、低风阻和多功能集成的拦截材料应是未来发展的重点,比如构建具有层次孔结构的多孔过滤材料;对材料进行表面修饰或结合不同材料,使其兼具两种拦截机制;针对不同环境需求对材料进行杀菌、除臭、降温、保湿等多功能化设计。

这篇评述论文对颗粒污染物拦截材料的设计与构建进行了系统的总结,将材料的拦截机制进行了分类。同时,也对拦截材料相关研究提出了建议与展望,为其注入了新的活力,对推动空气净化材料的发展具有重要意义。该工作发表在Small Methods (Advanced Materials for Capturing Particulate Matter: Progress and Perspectives. 2018DOI: 10.1002/smtd.201800012)上。



回复 支持 反对

使用道具 举报

105

主题

111

帖子

114

积分

注册会员

Rank: 2

积分
114
发表于 2018-7-29 08:58:04 | 显示全部楼层
醚类电解液推进钠离子电池发展的新机遇和挑战
面向低成本大规模储能系统的钠离子电池,近年来在科研界和产业界发展迅速。前期研究主要聚焦在研发新型电极材料上,相比而言在电解液方面的关注和突破较少。事实上,立足于完整的钠离子电池体系,新型电极的电化学性能发挥,离不开电解液的优化与匹配。醚类电解液作为一种常用的有机系电解液,由于其可以独特地激发钠离子和溶剂分子在石墨中的共插层反应、改良负极材料的固态电解质界面(SEI)并减小电化学极化,逐渐颠覆了醚类电解液不适用于传统离子电池中的认知,相关研究正得到越来越广泛的关注。但事实上,相比醚类电解液在锂硫或者锂空气电池中的系统研究,醚类电解液在钠离子电池体系的研究仍处于初步阶段,需要更多的基础科学理解及实用化推进。最近,天津大学杨全红教授、清华大学吕伟副教授和新南威尔士大学王大伟博士合作系统梳理了醚类电解液在锂离子电池中的发展历程,并深度剖析了醚类电解液在钠离子电池中新颖的电化学特性及相关研究进展。最后,还对醚类电解液在钠离子电池中的未来发展机遇、挑战以及实用化发展路线进行了展望。该文章发表在国际顶级期刊(先进能源材料)Advanced Energy Materials上(影响因子:21.875)。

醚类电解液在锂离子电池的研究初始,是被用来调节锂离子沉积形貌从而抑制锂枝晶的大量生成。但随着锂金属负极循环圈数的增加,枝晶问题仍然会严重凸显并造成电池短路。随着诸如碳材料等其他潜力负极材料的研发,酯类电解液相比醚类电解液更优异的负极钝化和保护能力,使得酯类电解液逐步替代醚类电解液成为锂离子电池研究的首选有机电解液。而醚类电解液较差的高压稳定性(<4 V),更降低了其实用价值。有趣的是,由于锂硫和锂空气电池的飞速发展,醚类电解液在如上两个体系中独特的电化学特性,使其在锂基二次电池中的研究逐渐复兴并发展。
醚类电解液在钠离子电池中的研究兴趣起源于高度可逆的石墨共插层反应,解决了石墨在酯类电解液中电化学活性极低的难题。之后,醚类电解液又被证明相比酯类电解液,可以在钠金属和高比表面积碳材料电极上构筑有效的固态电解质界面(SEI),显著提升电化学反应效率及稳定性。同时,醚类电解液还被证明在诸如金属、金属硫化物和金属氧化物等潜在负极体系中具有显著改善电化学性能的作用。此外,多种无机正极材料也被发现可以良好地和醚类电解液匹配,从而与上述负极一起良好地构建钠离子全电池原型,并展现出优异的综合性能。最后,类似于锂硫和锂空气电池,钠硫和钠空气电池体系也更适合利用醚类电解液。
虽然醚类电解液在钠离子电池中取得一系列重要的研究进展,但必须要清醒的认识到,相关研究仍然处于初级阶段,机遇和挑战并存,必须更好地理解和解决如下问题:(1)醚类电解液中醚类溶剂分解形成SEI的电化学过程及组分对于电化学性能的影响;(2)碳负极及非碳负极SEI的原位生成过程及其微观结构和组分的系统表征;(3)采取多种措施提高醚类电解液高电压的稳定性;(4)醚类电解液中添加剂等对于电化学性能的影响和分析。
有效地就上述问题进行研究和突破,将更好地推进醚类电解液在钠离子电池中的科学研究和实用化进程,激发更多激动人心的科学发现和实际应用。相关文章发表在Advanced Energy Materials上(Adv. Energy Mater., DOI: 10.1002/aenm.201801361)。第一作者是清华大学清华-伯克利深圳学院博士生张俊。
【核心示意图—醚类电解液在钠基二次电池中的应用示意图】




回复 支持 反对

使用道具 举报

9

主题

21

帖子

25

积分

新手上路

Rank: 1

积分
25
发表于 2018-11-13 09:09:20 | 显示全部楼层
2018自然科学基金面上项目-面向高体积能量密度锂离子电池的碳笼结构精确定制
批准号        51872195        学科分类        新型碳功能材料 ( E020603 )
负责人        杨全红        职称                单位名称        天津大学
资助金额        60万元        项目类别        面上项目        起止年月        2019年01月01日 至 2022年12月31日

回复 支持 反对

使用道具 举报

11

主题

25

帖子

31

积分

新手上路

Rank: 1

积分
31
发表于 2018-11-19 16:20:32 | 显示全部楼层
杨全红AEM:Al2O3纳米团簇消除石墨烯中的缺陷以实现长寿命高倍率钠离子电池
碳材料是钠离子电池中最具竞争力的负极材料,但是其面临着首周库伦效率低、循环稳定性差等问题。在本文中,研究人员发现使用Al2O3纳米团簇能够有效消除碳材料中的缺陷。他们以三维多孔石墨烯作为模型材料并在其缺陷上生长了厚度为1 nm的Al2O3纳米团簇。他们发现这些Al2O3纳米团簇能够有效抑制电解液中钠盐的分解,从而得到薄而均匀的SEI膜。此外,Al2O3纳米团簇能够抑制HF对于碳材料的有害侵蚀,从而提高循环稳定性。

长寿命高倍率钠离子电池

长寿命高倍率钠离子电池

Lin Q,Zhang J, et al. Deactivating Defects in Graphenes with Al2O3 Nanoclusters to Produce Long‐Life and High‐Rate Sodium‐Ion Batteries[J]. Advanced Energy Materials,2018.
DOI: 10.1002/aenm.201803078
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803078

回复 支持 反对

使用道具 举报

6

主题

17

帖子

19

积分

新手上路

Rank: 1

积分
19
发表于 2018-12-8 14:12:24 | 显示全部楼层

杨全红

杨全红


回复 支持 反对

使用道具 举报

53

主题

71

帖子

75

积分

注册会员

Rank: 2

积分
75
发表于 2018-12-12 08:54:19 | 显示全部楼层
12月6日下午,国家杰出青年科学基金获得者、“万人计划”领军人才、天津大学化工学院杨全红教授来华东理工大学访问,并作了题为“高密组装和致密储能——石墨烯用于电化学储能的思考和实践”的精彩报告。会议报告由材料学院院长李春忠教授主持,来自材料学院的师生参加了报告会。
报告会上,杨全红教授首先生动地介绍了传统碳材料应用于先进电池和电化学储能上的现状和挑战,以及石墨烯材料所获得的重要机遇。重点剖析了致密储能的重要性以及石墨烯用于致密储能的理论基础和现实优势。随后,他介绍了课题组发明的石墨烯凝胶网络致密组装方法和高密多孔碳电极制备技术,提出了构建致密储能器件(电池和电容器)的普适化策略,解决了碳材料多孔和高密不可兼得的研究瓶颈问题,并进行了前景展望。此外,他还和同学们分享了自己的研究经验,鼓励同学们应该坚定目标,不畏困难,勤奋踏实地向着目标前进。
会后,杨全红就现场师生的提问耐心地一一解答,并进行了热烈的讨论交流。
杨全红博士,天津大学化工学院讲席教授、博士生导师。国家杰出青年科学基金获得者、“万人计划”领军人才、天津市有突出贡献专家和科睿唯安“高被引科学家”。从事碳功能材料和先进电池研究,特别聚焦于解决电池体系中“碳”的问题,获国家技术发明二等奖、天津市自然科学一等奖和天津市科技进步一等奖。担任Carbon、Energy Storage Materials和Science China Materials等10余份国际和国内刊物编辑和编委。发表SCI论文200余篇,他人引用11000余次,H因子58。拥有中国和国际授权发明专利40余项。


回复 支持 反对

使用道具 举报

16

主题

29

帖子

33

积分

新手上路

Rank: 1

积分
33
发表于 2019-1-23 09:49:05 | 显示全部楼层
杨全红:石墨化氮化碳诱导微电场用于无枝晶锂负极


天津大学杨全红教授课题组(Nanoyang Group), 清华大学深圳研究生院吕伟副教授及合作者报道了将g-C3N4包覆在泡沫镍表面,利用g-C3N4上环形微电场的作用得到了一种亲锂的三维集流体。实验证明与3D金属骨架结合的g-C3N4对于促进Li的均匀成核与沉积,抑制锂枝晶生长具有显著的效果。密度泛函计算和实验研究均表明由在g-C3N4的三嗪环处形成的环形微电场可以显著降低Li的成核过电位,诱导Li的均匀成核,使得锂可以在三维集流体上均匀沉积。此外,3D多孔骨架有利于吸收Li在反复的沉积/剥离过程中体积变化和稳定SEI层。基于g-C3N4@Ni的Li金属负极表现出卓越的电化学性能:高的库伦效率(300次循环后仍有98%保持率),高达900小时的稳定性(1.0 mA h cm-2, 1mA cm-2条件下)和较小的过电势(小于15 mV )。该成果近日以题为“Graphitic Carbon Nitride Induced Micro-Electric Field for Dendrite-Free Lithium Metal Anodes”发表在知名期刊Adv. Energy Mater. 上。

锂成核

锂成核



通过将g-C3N4均匀的包覆在三维泡沫Ni上实现了实现了亲锂三维集流体的构建。DFT计算表明,在g-C3N4的三嗪环上固有的强环状负电微电场具有很强的捕获Li+的能力,从而显着降低了Li的成核过电位。此外,由于高N含量诱发的大量均匀分布的环形微电场,从而形成大量的Li成核位点,这些原位形成的Li核进一步诱导后续Li的均匀沉积。此外,具有大的比表面积的三维g-C3N4@Ni泡沫可以有效地降低电流密度,从而抑制Li枝晶的生长并减少充电和放电过程中的体积变化。因此,Li @ g-C3N4 @ Ni负极具有高库仑效率(98%)和超长寿命(900h)。基于Li @ g-C3N4@ Ni负极的全电池明显优于没有g-C3N4包覆层的电池,显示出优异的稳定性。值得注意的是,基于Li@g-C3N4@Ni的全电池显示出优异的稳定性,并且明显优于没有g-C3N4涂层的电池。总之,这项工作显示了一种简单但有效的表面改性策略,以实现锂的均匀沉积。而且更重要的是,在电极表面上引入微电场也可以扩展到其他电化学应用中以改善表面活性,例如电催化和其他能量存储装置。

文献链接:Graphitic Carbon Nitride Induced Micro-Electric Field for Dendrite-Free Lithium Metal Anodes (Adv. Energy Mater., 2019, 1803186)



回复 支持 反对

使用道具 举报

13

主题

23

帖子

25

积分

新手上路

Rank: 1

积分
25
发表于 2019-6-10 09:14:53 | 显示全部楼层

近年来,人们对高性能锂电池的发展产生了浓厚的兴趣。与此同时,优化的功能型中间层系统的设计,也促进了高容量锂电池的发展。然而,为了获得重大突破,迫切需要充分了解不同电化学系统的基本工作机理,以及不同电极材料与多功能中间层的相互作用。无论是否承认,这些中间层系统的设计原理,或多或少地依赖于中间层的独特的特征,即“选择性渗透性”,即控制分子可通过的中间层的特性。毫无疑问,必须更好地了解这一独特性能,以指导新型有效中间层系统的构建提高锂基电池的整体性能。从长远来看,结合电极和电解质领域的进步,以及理论计算和先进的表征技术的突破,以进一步研究现在存在的或迄今为止发现的基本问题,可以乐观地期望高的实际应用在日常生活中的锂电池即将上市。

物质跨细胞膜转运

物质跨细胞膜转运


中国天津大学杨全红张辰作者等人,提出“细胞膜”概念模型,讨论锂基电池(Li-S电池和Li金属负极)的新型中间层系统的最新应用。本文的目的是利用这类比概念和中间层的设计原则,以更好地了解它们的工作机制,并充分发挥中间层的意义。本综述以一些个人观点结束,这些观点将阐明“细胞膜状”中间层系统的新兴要求,指导锂基电池的未来发展。相关成果以Interlayers for lithium-based batteries”为题发表在Energy Storage Materials上。
文献链接:Interlayers for lithium-based batteries(Energy Storage Materials, 2019, DOI: 10.1016/j.ensm.2019.05.021)。
回复 支持 反对

使用道具 举报

8

主题

18

帖子

20

积分

新手上路

Rank: 1

积分
20
发表于 2019-6-20 09:16:12 | 显示全部楼层
天津大学化工学院杨全红教授、陶莹副教授联合法国图卢兹大学的Patrice Simon教授共同报道了一种新的凝胶化方法,在氧化石墨烯(GO)和合适的还原剂的辅助下,成功实现了2D Ti3C2Tx纳米片的液相自组装,不仅获得了结构稳定、力学强度较高的3D Ti3C2Tx水凝胶(MXH),而且极大的降低了其液相组装分散液的浓度阈值。该水凝胶作为超级电容器电极时,在5 A/g时提供高达370 F/g的比电容,即使在1000 A/g时,其电容也达到165 F/g,显示出极高的倍率性能。此外,利用可控的干燥过程,由Ti3C2Tx水凝胶可获得密度、孔径分布截然不同的疏松多孔气凝胶和致密干凝胶。结果发现,3D多孔Ti3C2Tx气凝胶具有良好的吸附能力,能作为一种双功能吸附剂同时去除各种有机污染物和重金属离子;而致密的干凝胶展示出优异的力学性质,具有高的杨氏模量和硬度。研究成果以题为“3D Macroscopic Architectures from Self-Assembled MXene Hydrogels”发布在国际著名期刊Adv. Funct. Mater.上。

MXene水凝胶

MXene水凝胶

回复 支持 反对

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|材料圈 ( 京ICP备14007691

GMT+8, 2019-9-15 14:11 , Processed in 0.177471 second(s), 36 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表