高国平
博士毕业于澳大利亚的昆士兰科技大学，之后在美国劳伦斯伯克利国家实验室从事博士后研究工作。目前是西安交通大学物理学院研究员，陕西省高层次青年引进人才，西交青年拔尖人才B类，博导。主要研究领域为恒电势电化学模拟。
电子邮箱：guopinggao[at]xjtu.edu.cn （[at]替换为@）
Science 355, 146 (2017）
小米公司通过不做技术行业领头羊规避了大量的研发风险，一次次成功的将手机、电器、电动汽车等热门产品成本降至最低，是过去几十年我国很多企业的发展模式。现在不少我国的新能源企业企业，已经成为相关行业的世界领头羊。要想解决技术瓶颈进一步推动技术的进步，仅依赖于现有的经验和技术迭代效果甚微，需要回归到问题的物理本质上去思考。正如埃隆·马斯克所说：“Don't just follow the trend. You may have heard me say that it's good to think in terms of the physics approach of first principles. which is rather than reasoning by analogy, you boil things down to the most fundamental truths you can imagine and you reason up from there.”本课题组利用第一性原理软件，试图通过微观机理模型探索电化学现象本质寻找问题解决途径（进组鸡汤，先干为敬
）。
风能和太阳能作为可再生能源中最为重要的两种能源。由于间歇性特点，风能和光能发电装机持续增长超过了电网的消纳能力，导致弃风弃光现象严重。锂电池和氢储能都是通过电化学手段将富余的电力转化为化学能储存起来（将低能级的电子转移到高能级上，形成一个分子级的电能‘水库’）。当能源需求高于可再生能源供应时，存储的化学能可以原电池/燃料电池转化为电能（将高能级电子的能量释放出来）。这种方式实现了能量的存储和转化，提高了可再生能源的利用率，降低可再生能源价格，优化整个能源产业链，改善生态环境。本课题组通过开发了巨正则的固定电势法来模拟和研究上述电化学过程中的微观物理机制，从而提出提高能源转化效率和降低催化成本的策略。主要研究领域包括一下几方面：
1. 通过应用固定电势法研究各类电化学反应中电能-化学能之间转化物理机制。
2. 锂电池模拟与研究，负极-电解液界面研究。
3. 电解水，电还原CO2催化剂设计。
4. 门控诱导材料磁转变/相变。
5. 与电压有关的其他有趣物理问题。
更详细视频介绍参考：
1.高国平:寻找电化学反应中对称因子的来源 (koushare.com)
2. 龙讯讲坛第18期 - 固定电势法（fixed-potential method）在电化学反应模拟中的应用 - 高国平 - 西安交通大学_哔哩哔哩_bilibili
本人与汪林望教授（博后导师，半导体所首席科学家，原美国劳伦斯伯克利国家实验室资深研究员）合作开发的巨正则固定电势法，通过调整不同电化学过程中的体系总电子数，使它们费米能级与固定外界电压一致，从而可以直接模拟恒定电压下，电化学反应体系与外界电源之间电荷和能源的真实交换情况。该方法已经集成到国产第一性原理软件PWmat中，目前是电化学模拟领域世界领先的技术。本课题组开辟的恒电势电化学模拟方向也将成为电化学模拟领域的下一个主流方向,急需有志从事电化学模拟工作同学加盟，将该方向做大做强。另外也欢迎有意从事机器学习拟合分子力场（主要模拟电池中电解液的力场），进行超大规模器件模拟的同学，相关研究主要与汪林望教授合作指导。
2025年招生名额：
硕士2名，博士1名。有机会去北京半导体所和龙讯旷腾公司实习，学习第一性原理软件的内部构造。优秀者可以推荐去半导体所，美国伯克利、澳大利亚合作课题组交流。态度端正，做事踏实者，每年能保证2篇以上的一作论文产出，且引用率远高于同期刊其他文章。同时鼓励有意报考的学生提前来课题组访学，做科研助理，加深互相了解，双向选择。
联系方式：guopinggao[at]xjtu.edu.cn
课题组不仅科研气氛活跃，羽毛球氛围也十分浓厚。期待热爱科研，热衷运动的同学加盟！在此承诺：成果署名遵循国际规范，不抢学生一作！（本人一作文章够多了，期待更多通讯作者文章）
参考文章：
1. L. Chong, G. Gao, J. Wen, H. Li, H. Xu, Z. Green, J. Sugar, A. Kropf, W. Xu, X. Lin, H. Xu, L. Wang, D. Liu*. Platinum Group Metal-Free Oxygen Evolution Catalyst in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzer. Science. 2023, 380, 609-616.
2. Q. Zhang, Y. Zhang, G. Gao*, S. Zhang*. Potential-driven semiconductor-to-metal transition in monolayer transition metal dichalcogenides. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2208736.
3. G. Gao*, L. Wang*. A potential and pH inclusive microkinetic model for hydrogen reactions on Pt surface.Chem Catal. 2021, 1, 1331-1345.
4. G. Gao, F. Zheng, F. Pan, L. Wang*. Theoretical investigation of 2D Conductive microporous coordination polymers as Li-S battery cathode with ultrahigh energy density. Adv. Energy Mater. 2018, 201801823
5. G. Gao, Y. Jiao, E. R. Waclawik, A. Du*. Single isolated atom (Pd and Pt) supported on g-C3N4 as potential photosynthesis catalyst for visible-light reduction of CO2. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6292–6297.
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