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男, 山东理工大学, 教授/研究员/教授级高工或同等级别
学习/工作经历
1999.07—2003.06,山东大学,应用化学专业,本科
2003.09—2008.06,山东大学,无机化学专业,硕博连读
2008.07—至今,山东理工大学化学工程学院/化学化工学院,讲师、副教授、教授
2015.03—2016.03,大连理工大学化工学院,访问学者,导师:邱介山教授
2016.06—2017.05,南洋理工大学化工与生物医学工程学院,访问学者,导师:王昕教授
2021.10-至今,山东理工大学化学化工学院,副院长
研究领域和兴趣
电化学能量转换与存储
主要业绩
1. 申请人基本情况
申请人现为山东理工大学教授、博士生导师、泰山学者青年专家、山东“省杰青”,长期从事碳基电化学能源材料与器件领域研究,主持国家自然科学基金项目3项,山东自然科学杰出青年基金、“省属优青”基金等省部级项目6项,JG横向及企业委托课题10余项;以第一作者或通讯作者在Advanced Materials、Energy & Environmental Science、Advanced Functional Materials、Nano Letters、Energy Storage Materials、Journal Energy Chemistry、Journal of Physical Chemistry Letters、Applied Catalysis B: Environment and Energy等期刊发表学术论文60余篇,6篇论文入选ESI高被引论文,所发表论文被引用5000余次。以主要完成人获得中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖、山东省教学成果二等奖等奖励。担任中国电工技术学会超级电容器与储能技术专业委员会委员、《储能科学与技术》编委、《山东理工大学学报(自然科学版)》编委、《Rare Metals》青年编委、《Chemical Synthesis》青年编辑工作组成员等学术职务,在全国电化学大会、全国储能科学与技术大会等会议上做主题报告/邀请报告20余次。
2. 团队情况
申请人作为负责人组建了山东理工大学电化学能源材料与器件创新团队,现有成员10人,其中教授2人、副教授5人、讲师3人,泰山学者青年专家1人、山东省“杰青”1人、山东省“优青”(含海外)2人,山东省高校青年创新团队1个。团队先后承担国家自然科学基金 11 项,山东省杰青/优青/联合基金重点项目/重点研发计划项目等 15 项,JG横向及企业委托课题20余项。团队拥有实验室550平米,仪器设备总值600余万元。
3. 代表性学术成果
申请人围绕碳材料的表界面效应及界面质荷传输优化关键科学问题,以电化学能量转换与存储体系中涉碳关键界面为研究对象,提出了单离子活化、原位生长-纳米限域相转化、缺陷诱导氟化等碳材料表界面调控策略,显著提升了锂氟化碳电池、超级电容器及二次电池、电催化二氧化碳还原等体系关键界面的质荷传输特性并阐明了优化机制,创制出高性能碳基电极材料,部分成果被企业应用实现产业化,为研制高性能电化学储能器件提供了理论指导和技术支撑。代表性学术成果如下:
(1)发明了单离子活化法,实现了多孔炭亚纳米孔尺寸的精准调控:利用单分散碱金属离子(Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+)的活化能力与离子尺寸差异,在亚埃尺度上实现了多孔炭亚纳米孔的精准调控,制备出在0.60-0.76 nm区间具备集中孔分布的微孔炭,揭示了孔与电解质离子之间的尺寸适配机制,实现了多孔炭/电解液界面的致密电荷存储。加拿大皇家科学院院士、能源催化转化全国重点实验室主任陈忠伟称其为变革性方法(innovative approach),南洋理工大学Tae-Hyun Bae、国家杰青陈义旺等利用单离子活化法构建了高性能多孔炭吸附/电极材料。
(2)利用原位生长-电极多尺度微纳结构策略,创制了兼具强界面耦合特性与高效三维分级质荷传输网络的一体化碳基复合电极:解决了碳基体与活性物质界面结合弱、电荷输运受阻的问题,提升了活性物质的储钠/钾反应动力学与稳定性,阐明了WS2的插层-转化反应机制、VN的表面氧化还原赝电容机制、共价有机框架多位点协同赝电容储钠机制,构建了极佳动力学、超稳定的钠/钾离子电容器。受到长江学者特聘教授蒋凯等学者正面评价(great stability, exceptional power; extraordinarily outstanding rate)。
(3)在氟化碳材料及超高比能锂电池领域,提出缺陷诱导氟化反应机制,研制出高性能氟化碳电极材料,在企业应用实现产业化:发现碳材料结构缺陷作为活性位点,可显著提升碳与氟界面的反应动力学,使氟化反应温度大幅降低(可达200°C),实现了氟碳比和C–F键的协同优化,创制出高性能氟化碳材料,同时提升了氟化工艺安全性;提出了层间距调控、亲核取代脱氟等结构优化策略,解决了氟化碳低温和倍率性能差的难题;研究成果在山东重山光电材料股份有限公司应用实现了氟化碳材料产业化,产品用于某装备电源系统,为我国突破氟化碳材料“卡脖子”技术做出了积极贡献。
(4)在碳包覆型电催化剂领域,揭示了碳包覆层与金属内核之间的“反馈π键”界面电子态调制机制,金属内核通过反馈π键将电子注入氮掺杂碳的π*分子轨道,调制了碳壳含N物种的电子结构,增强了M@NC的电催化二氧化碳还原活性,进一步阐明了碳包覆过渡金属催化剂在电催化CO2还原反应中的活性位点,M→C“反馈π键”界面电子态调制机制在碳包覆型电催化剂具有普适性,为精准设计高性能碳包覆过渡金属催化剂提供了理论依据。
(5)提出晶面调控与氟化界面工程协同策略,增强了钠离子电池层状锰基正极材料的阴离子氧化还原反应活性与可逆性,制备了大容量、高倍率和长循环寿命的单晶Na0.67Li0.24Mn0.76O2正极材料;提出多元素共掺杂协同调控层状锰基材料的相结构和钠元素配位环境的思路,创制了新型高熵P2/O3-NaMnNiCuFeTiOF 钠离子电池正极材料,揭示了P2/O3复合相的生成机制及相比例调控机制,有效解决了层状锰基正极材料在实际应用中存在的不可逆相变、动力学迟缓和实际比容量低等问题。
代表成果
1. Wenyong Yuan, Junying Weng*, Yiran Sun, Pengju Zhang, Minghui Ding, Siyi Chen, Pengfei Zhou*, Jin Zhou*, A novel hierarchical porous covalent organic framework as multi-active-center anode for high - performance sodium ion capacitors, Advanced Functional Materials, 2025, 35, 2415402, 10.1002/adfm.202415402
2. Yijie Wang, Shengju Zhou, Yi Zhao, Haibin Xiao, Ling-Bao Xing, Xiaofeng Sun*, Jin Zhou*, Siyu Lu*, Construction of carbon dot-based color-tunable circularly polarized long afterglow via in situ phosphorescence resonance energy transfer, Nano Letters, 2025, 25, 10, 4060–4067, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c00359
3. Yiran Sun, Junying Weng, Pengfei Zhou*, Wenyong Yuan, Yihao Pan, Xiaozhong Wu, Jin Zhou*, Fangyi Cheng*, Improving oxygen-redox-active layered oxide cathodes for sodium-ion batteries through crystal facet modulation and fluorinated interfacial engineering, Advanced Materials 2024, 36, 2410575, DOI: 10.1002/adma.202410575
4. Pengfei Zhou, Zhennan Che, Jing Liu, Jingkai Zhou, Xiaozhong Wua, Junying Weng*, Jinping Zhao, Heng Cao, Jin Zhou*, Fangyi Cheng*, High-entropy P2/O3 biphasic cathode materials for wide-temperature rechargeable sodium-ion batteries, Energy Storage Materials 2023, 57, 618–627, DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.007
5. Chengrong Xu, Jinglin Mu, Tong Zhou*, Shuang Tian, Peibo Gao, Guangchao Yin, Jin Zhou*, Feng Li*, Surface redox pseudocapacitance boosting vanadium nitride for high-power and ultra-stable potassium - ion capacitors, Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2206501 DOI: 10.1002/adfm.202206501
6. Shitao Geng, Tong Zhou*, Minyu Jia, Xiangyan Shen, Peibo Gao, Shuang Tian, Pengfei Zhou, Bo Liu, Jin Zhou*, Shuping Zhuo, Feng Li*, Carbon-coated WS2 nanosheets supported on carbon nanofibers for high-rate potassium-ion capacitors, Energy & Environmental Science, 2021, 14, 3184–3193, DOI: 10.1039/d1ee00193k
7. Jin Zhou, Zhaohui Li, Wei Xing*, Honglong Shen, Xu Bi, Tingting Zhu, Zhipeng Qiu, and Shuping Zhuo*, A new approach to tuning carbon ultramicropore size at sub-angstrom level for maximizing specific capacitance and CO2 uptake, Advanced Functional Materials, 2016, 26, 7955–7964, DOI: 10.1002/adfm.201601904
8. Jin Zhou, Xuan Wang, Wei Xing, Post-combustion carbon dioxide capture materials Chapter 1 carbon-based CO2 adsorbents, The Royal Society of Chemistry: 1-75, DOI 10.1039/9781788013352-00001
9. 周晋, 氟化碳材料的结构调控与电化学性能优化, 2023年, 第四届国际电化学能源系统大会、中国南昌
10. 周晋*,周通,姜翔,许成荣,耿世涛,二维过渡金属化合物储钾负极材料的结构调控与电容性能优化,2024年,第二十二次全国电化学大会、中国海口
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