研究领域

随着能源需求加大,以及化石能源的开发所带来的环境污染,发展清洁可再生能源对于人类发展至关重要。我们的工作即围绕新能源光电材料的制备和高效器件的开发(太阳电池、光催化、光电催化、电催化、新型储能电池等),及其涉及的传热传质等工程热物理问题展开,集中于学术前沿和学科交叉研究。

 

 

(1)太阳能光催化和光电催化制氢/碳氢燃料研究
受绿色植物光合作用的启发,以实现太阳能光化学转化为目的光(电)催化制氢技术,因反应条件温和、产氢纯度高、制储结合等优势,是解决能源和环境问题的有力途径。然而,传统光
(电)催化剂受制于电荷迁移慢、界面反应势垒高等因素,能质传输和转化效率低,催化活性有限,严重制约该技术的产业化应用。本研究组工作围绕微尺度强化太阳能光(电)催化制氢的能质传输和转化这一关键科学问题,开展载流子传输机理、材料设计、器件构建、系统集成等一系列工作,光(电)催化降解气相与液相污染物工作也均有涉及。 

 

 


(2)电催化合成高附加值产品及污染物转化
高效非贵金属电催化材料的开发是工业化应用的关键,通过对Ni基和Cu基等电催化剂的定向调控,实现催化剂微观结构可控,进而耦合电催化过程中涉及的多物理场传热传质强化
,开发出高效电催化材料和器件,构建电催化转化多相理论。 

 

        


(3)新型低成本太阳能电池和储能电池的开发
钙钛矿、Cu2ZnSnS4(CZTS)等是十分有潜力的低成本光电功能材料,锌空电池、钠离子电池等是有效的储能电池。围绕优化电荷传输、量子尺寸调控、元素自掺杂等开展了一系列工作,有效提高了电化学性能,为构建高效器件奠定基础。

 

 

(4)新能源利用与转化过程中的多物理场模拟
针对典型光电/光化学催化、电化学等反应,采用COMSOL等多物理场模拟软件,对光吸收、电荷分离和转移、界面反应、多相流动、传热传质过程等进行多物理场建模分析,确定光场、温度场、电势场在催化反应中的分布特性及其对催化活性的影响机制,为学科交叉提供新思路。

 

基金项目

11. 2021.04-2023.03, 横向项目, 主持

 

10. 2021.04-2023.03, 四川省重点研发(省院省校合作项目), 主持

 

9. 2021.01-2024.12, 国家自然科学基金(面上基金), 主持

 

8. 2019.09-2020.05, 横向项目, 主持

 

7. 2018.07-2021.06, 绿色催化四川省高校重点实验室开放基金, 主持

 

6. 2018.12-2021.12, 陕西省重点项目技术创新引导专项(基金), 主持

 

5. 2018.03-2019.01, 横向项目, 主持

 

4. 2017.01-2019.12, 国家自然科学基金(青年基金), 主持


3. 2014.07-2016.06,中国博士后科学基金(面上一等)主持

2. 2015.01-2017.12,西安交通大学基本科研业务费国际前沿与自主创新类项目,主持

1. 2017.01-2019.12,西安交通大学新教师科研支持计划,主持