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男, 中国科学院长春应用化学研究所, 副教授/副研究员/高级工程师或同等级别
学习/工作经历
2000-08 至 2004-06, 延边大学, 化学工程与工艺, 学士
2004-09 至 2006-08, 韩国庆北大学, 高分子科学与技术, 硕士
2006-09 至 2010-08, 韩国庆北大学, 高分子科学与技术, 博士
2010-09 至 2012-02, 韩国庆北大学,博士后研究
2012-04 至 2013-12, 中国科学院长春应用化学研究所, 电分析化学国家重点实验室, 助理研究员
2013-12 至 今, 中国科学院长春应用化学研究所, 电分析化学国家重点实验室, 副研究员
研究领域和兴趣
电化学催化/储能材料设计与性能研究
主要业绩
在碳达峰和碳中和的大时代背景下,加快新能源产业发展必将带动国家能源格局的变化。氢能是最具发展潜力的清洁能源,高效制氢属于国际前沿研究课题。近年来,层出不穷的绿氢示范项目使我国已成为全球氢能发展的热点和高地。但,产业的基础创新能力、相关核心材料和技术水平的研发能力还有欠缺。因此,发展氢能,不仅基于市场需求,更基于国家发展。有鉴于此,归国任职以来,秉承“攻坚克难,脚踏实地”的工作态度,立足于化学和材料学科前沿,以国家重大战略需求——氢能和燃料电池为牵引,聚焦于催化和储能领域开展跨学科、跨领域的技术攻关,以规则形貌调控与表界面修饰-自支撑纳米复合体系构筑-氢能应用为主线,在发现并揭示了第六族金属磷化物氢能材料及其催化机理、构筑阵列负载型异质结氢能材料体系和揭示活性位演变过程及稳定机制三方面取得了具有国际影响力的创新成果。具体创新性成果详述如下:
1.发现并揭示了第六族金属磷化物氢能材料及其催化机理:开发出系列具有高比表面积和纳米孔结构的网状磷化物催化材料,证实磷化物具有氢化酶活性,既具有氢受体活性中心和质子受体中心,解决了磷化物长期以来的催化机制问题,形成了特色研究方向(Adv. Mater., 2014, 26, 5702;ACS Catal. 2015, 5, 145)。
2. 构筑阵列负载型异质结氢能材料体系:利用阵列材料所独具的高导电性、高结构稳定性、高活性面积提高活性位点利用率及扩散传质性能等优势,创新性提出以阵列材料为载体合理设计和调控异质结结构的策略,实现了电子离子在界面处的快速转移,构筑出新型阵列负载异质结氢能材料体系,推动了阵列负载型催化材料在能源领域的应用(ACS Cent. Sci., 2018, 4, 112;ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 14521;ACS Catal. 2017, 7, 7131;ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 39163)。
3. 揭示活性位演变过程及稳定机制:实现原子级材料活性位点结构、化学性质和微环境的合理设计和调控,揭示活性位演变过程及稳定机制(Appl. Catal. B Environ. 2019, 249, 91);提出掺杂异质原子调控阵列材料晶体及电子结构的策略,构建特色掺杂型阵列负载氢能材料(Nat. Commun., 2019, 10, 3899);发现原位自重构会使材料表面出现纳米级陷阱点,引发电子结构变化产生缺陷/角位点,使活性物种结构变得无序化,为理解相关材料的表界面演化过程提供了新途径(Chem. Eng. J., 2021, 410, 128331);发展一种“双重改性策略”,既对材料表面(或缺陷)进行包覆修饰的同时对其内部结构进行掺杂,通过改进原子和电子结构和调控局域配位环境、缺陷及中间产物吸附能等来加速电催化水裂解动力学过程,实现了高电流密度下兼具高活性和高稳定性,为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供有价值的重要参考(Appl. Catal. B-Environ., 2022, 305, 121081)。
上述创新性成果对相关学科发展起到了引领和推动作用,得到国际国内同行的高度评价和广泛引用,被Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.等200余篇综述给予原图(或带图)引用和重点评述。在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Appl. Catal. B- Environ.、Small、ACS Cent. Sci.等核心期刊发表第一或通讯作者SCI论文50余篇,其中IF>10的论文18篇,他引超过100次的论文11篇,单篇最高他引790余次,H-Index为41,3篇连续多年入选ESI高被引论文;受邀在国际国内学术会议上作邀请报告11次,口头报告5次。期间获得国家自然科学基金青年项目、吉林省科技发展计划优秀青年人才基金项目和吉林省科技发展计划学科布局项目;获得国际和国内授权专利共5项。入选第二批中国科学院特聘研究骨干岗位、获2024年吉林省科学技术奖一等奖(排名第二)、2017年吉林省自然科学学术成果奖三等奖(排名第一)、2022年度九三学社吉林省第八届委员会先进个人表彰和2024年吉林省委员会优秀社员。现任Advanced Powder Materials期刊编委会青年编委、Nanomaterials期刊专题顾问委员会委员、中国化学会高级会员、中国化工学会专业会员及Nat. Commun.、Adv. Mater.、Nano Energy、催化学报、能源化学、分析化学等众多期刊的审稿人。
代表成果
1. 论文:Dewen Wang, Qun Li, Ce Han, Qingqing Lu, Zhicai Xing*, Xiurong Yang*; Atomic and electronic modulation of self-supported nickel-vanadium layered double hydroxide to accelerate water splitting kinetics, Nature Communications, 10 (2019), 3899, DOI: 10.1038/s41467-019-11765-x;
2. 论文:Zhicai Xing, Qian Liu, Abdullah M. Asiri, Xuping Sun*; Closely interconnected network of molybdenum phosphide nanoparticles: a highly efficient electrocatalyst for generating hydrogen from water, Advanced Materials, 26(32) (2014), DOI: 10.1002/adma.201401692;
3. 论文:Dewen Wang, Yuting Chen, Libing Fan, Ting Xiao, Tian Meng, Zhicai Xing*, Xiurong Yang*; Bulk and surface dual modification of nickel-cobalt spinel with ruthenium toward highly efficient overall water splitting, Applied Catalysis B: Environmental, 305 (2022), DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121081;
4. 论文:Dewen Wang, Qun Li, Ce Han, Zhicai Xing*, Xiurong Yang*; Single-atom ruthenium-based catalyst for enhanced hydrogen evolution, Applied Catalysis B: Environmental, 248 (2019), DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.02.059;
5. 论文:Libing Fan, Tian Meng, Mengxia Yan, Dewen Wang, Yuting Chen, Zhicai Xing*, Erkang Wang, Xiurong Yang*; Rational construction of ruthenium-cobalt oxides heterostructure in ZIFs-derived double-shelled hollow polyhedrons for efficient hydrogen evolution reaction, Small, 17(26) (2021), DOI: 10.1002/smll.202100998;
6. 论文:Yueying Yan, Tian Meng, Yuting Chen, Yang Yang, Dewen Wang, Zhicai Xing*, Xiurong Yang*; Atomic-level coupled RuO2/BaRuO3 heterostructure for efficient alkaline hydrogen evolution reaction, Journal of Energy Chemistry, 88 (2024), DOI: 10.1016/j.jechem.2023.09.028;
7. 专利:杨秀荣,王德文,邢志财;一种纳米金属单质及其氧化物修饰过渡金属硫化物阵列催化剂及其制备方法和应用;2017年、201710887544.8;2019年、ZL 201710887544.8;
8. 重要学术会议邀请报告:邢志财,王德文,杨秀荣,异质结催化剂的界面调控及其水电解动力学研究,2021,中国化学会2021电催化与电合成国际研讨会、中国福州
9. 重要学术会议邀请报告:邢志财,钌基制氢材料的设计调控策略,2023,中国化学会2023电催化与电合成国际研讨会、中国长沙
10. 重要学术会议邀请报告:邢志财,金属有机框架及其衍生物的理性设计及电解水应用,2024,中国化学会2024电催化与电合成国际研讨会、中国天津
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