福建理工大学先进能源及功能材料研究中心

一、平台概述

先进能源及功能材料研究中心依托于福建理工大学材料科学与工程学院学科基础、人才队伍、科研设施，以促进高效的科研合作、实现高水平创新为初衷，通过整合在能源材料和功能材料领域具有丰富研究经验和前瞻性科研素养的青年教师，于2020年12月组建成立。本平台将集中于无机光电功能材料和清洁能源材料领域开展新材料的探索，兼顾基础研究和应用研究，努力实现高水平原创性科研成果的不断突破，同时积极推动成果转化，服务于地区的科技发展。

二、平台成员

先进能源及功能材料研究中心共有骨干成员8名，均具有博士学位，分别为：徐翔、马立安、刘洋、陈洪祥、张磊、梁成露、彭萍、陈松。其中，徐翔副教授任平台负责人。

徐翔，博士，副教授，硕士生导师，福建省引进高层次人才。2014年毕业于中国科学院福建物质结构研究所，获物理化学专业理学博士学位；并先后于瑞士洛桑联邦理工学院、瑞典林雪平大学、英国牛津大学开展博士后研究。主要从事无机光电功能材料和能源材料的研究，具体涉及钙钛矿太阳能电池材料、电解水催化材料、非线性光学晶体材料等领域。已主持国家自然科学基金项目和福建省自然科学基金项目共3项，以及参与国家自然科学基金重点项目和面上项目多项；已发表SCI收录的国际期刊论文57篇，其中以第一作者或通讯作者发表论文共12篇，包括Nature Communications、Chemistry of Materials、Inorganic Chemistry等国际重要期刊论文，单篇论文他引最高达400余次，获得授权发明专利8项。

刘洋，博士，副教授，硕士生导师。2011年毕业于四川大学应用化学专业，获理学学士学位。2011年至2017年，于四川大学高分子科学与工程学院从事聚合物纳米复合材料加工、无机材料制备及绿色能源领域应用等研究，并分别于2014年和2017年获得材料加工工程专业硕士和博士学位。2015年8月至2017年12月，在美国莱斯大学材料科学与纳米工程系进行为期两年四个月访学。主要从事无机材料制备及其在光电催化领域的应用研究。共发表SCI学术论文20余篇。其中，以第一作者在《Materials Today》、《Science Advances》、《Journal of Materials Chemistry C》、《Advanced Optical Materials》、《Advanced Materials Interfaces》等高水平期刊上发表SCI学术论文8篇。

陈洪祥，博士，副教授，硕士生导师。2018年毕业于中国科学院物理研究所，获凝聚态物理专业博士学位；2013年毕业于厦门大学材料科学与工程专业无机非金属方向，获工学学士学位。主要从事无机电磁功能材料和热电材料的研究，具体涉及热电材料、超导材料、拓扑材料、磁性材料等领域。目前在研国家自然科学基金青年项目1项，参与国家自然科学基金面上项目1项。已发表SCI收录的国际期刊论文16篇，其中包括《Angew. Chem. Int. Ed.》、《Crystal Growth & Design》、《Advanced Materials》、《Inorganic Chemistry》等国际著名期刊论文。

三、研究方向

本平台的研究工作将集中于无机能源和功能材料领域，主要将围绕如下三个方向展开工作：

(一)    钙钛矿光伏材料

目前，含铅的卤化物钙钛矿材料在太阳能电池领域表现出优异的光伏性能，但却存在稳定差的问题，长时间暴露于水分或高温环境下将会发生降解，进而会导致电池器件的性能不稳定性。同时，由于含有铅元素而对环境有害。这些问题阻碍了钙钛矿太阳能电池的广泛商业化。因此，探索物理化学性质稳定且无铅的新型钙钛矿卤化物材料对于钙钛矿太阳能电池的发展极为重要。本方向拟将开展新型无铅双钙钛矿光伏材料的设计合成及性能研究，探索具有稳定的物理化学性质和合适带隙的新型双钙钛矿，构建新型的无铅钙钛矿太阳能电池，解决含铅钙钛矿太阳能电池的毒性和不稳定性的问题。

(二)    光（电）催化材料

半导体材料在光（电）催化技术中扮演着重要的作用，开发合适的半导体材料对实现光（电）催化技术在环境治理和太阳能转化的应用具有重要意义。复杂的光（电）催化是多相物理化学过程，单一的材料改性策略对光电转化效率的提高并不显著。所以，开发具有高活性和稳定性的光（电）催化材料仍需不断探索。本方向拟结合晶面调控、异质结构筑、多孔结构设计及纳米结构自组装等多种手段，基于零维、一维、二维纳米结构单元，有针对性地构筑三维纳米结构光（电）催化体系。通过系统研究合成条件对三维纳米结构、光学性质等物理化学性质的影响，探讨了光（电）催化剂的构效关系，并阐明相关材料的光（电）催化反应机理和动力学，为开发设计高效稳定的光（电）催化材料提供一定的思路和实验参考。

(三)    热电及电磁功能材料

热电材料作为一种新型的清洁能源材料，能够直接实现热能和电能之间相互转换，在能源利用方面具有独特的优势。利用赛贝克效应，将其应用于工业废热、余热的利用以及太阳光热的复合发电有望为提高能源的利用率、缓解环境污染问题提供一种综合协调的选择。本方向拟将开展磁性拓扑材料的热电性能研究，包括含有磁性元素的LnAsS/Se、LnSbTe、Mn-Bi-Te等系列化合物的热电性能及其与拓扑性质和磁性之间的关联与耦合，并引入高熵化结构降低其热导率以提升其热电性能，探索新型具有高性能的磁性热电材料。

四、已取得的主要研究成果

先进能源及功能材料研究中心自2020年12月成立以来，平台成员取得的研究成果已在国际重要期刊发表学术论文多篇：

[1]  Xiang Xu*(徐翔); Bowen Chen; Chan Zheng; Li Huang; Bigeng Chen*; Jiang-Gao Mao*; Single-Crystalline Li₂Sn(IO₃)₆ Microwires: Combining Optical-Waveguiding and Frequency-Doubling Functions, Inorganic Chemistry, 2023, 62(24), 9295-9299. 

[2]  Xiang Xu*(徐翔); Bowen Chen; Chan Zheng; Li Huang; Bigeng Chen*; Jiang-Gao Mao*; Single-Crystalline Li2Sn(IO3)6 Microwires: Combining Optical-Waveguiding and Frequency-Doubling Functions, Inorganic Chemistry, 2023, 62(24), 9295-9299.

[3]  Hongxiang Chen (陈洪祥), Sheng Li, Shuxian Huang, LiAn Ma, Sheng Liu, Fang Tang, Yong Fang, Pinqiang Dai. High-entropy structure design in layered transition metal dichalcogenides, Acta Materialia. 2022, 222, 117438. 

[4]  Chenglu Liang(梁成露), Enze Wang, Xian Li, Jing Wang, Yijun Liu, Binyi Chen, Hongxiang Chen, Yang Liu, and Xiangfang Peng. Optical limiting performances of transitional metal dichalcogenides MX₂ (M = V, Nb, Ta; X = S, Se) with ultralow initial threshold and optical limiting threshold. Chinese Optics Letters, 2022, 20:021901.

[5]  L.A. Ma (马立安), Y. B. Chen, X. Y. Ye, L. Sun, Z. H. Wei, L. Huang, H.X. Chen, Q.T. Wang, E.G. Chen. The effect of TiN deposition time on the field-emission performance coated on ZnO nanorod arrays, Ceramics International. 2021, 47, 27487-27495. 

[6]  Ping Peng* (彭萍), Hengchang Nie*, Chan Zheng*, Genshui Wang, Xianlin Dong*, Chunrong Yang. Effect of sintering temperature on the depolarization behavior of (Bi0.5Na0.5)TiO3-based ceramics, Journal of the American Ceramic Society, 2021; 104(7): 3344-3353.

[7]  Ping Peng* (彭萍), Hengchang Nie*, Chan Zheng, Genshui Wang, Xianlin Dong*. High- energy storage density in NaNbO3-modified (Bi0.5Na0.5)TiO3-BiAlO3-based lead-free ceramics under low electric field, Journal of the American Ceramic Society, 2021; 104(6): 2610-2620.

[8]  Chenglu Liang(梁成露), Li, Xingqiu, Han, Jiale, Ye, Nini, Liu, Han, Feng, Hailong, Huang, Li, Liu, Yang, Peng, Xiangfang. Hierarchical Cu/Cu₂O structure derived from hexagonal Cu₉S₅ nanocrystal with enhanced electrocatalytic ability for hydrogen evolution reaction. Journal of Alloys and Compounds. 2021, 883:160816.

五、在研的主要项目

国家基金项目：

1)   国家自然科学基金（青年基金项目）：新型力-电换能铁电陶瓷BNT-BA-MeNbO3结构调控及压力退极化行为。（项目负责人：彭萍；执行时间：2022.01～2024.12；资助经费：24万）

省部级基金项目：

2)   福建省自然科学基金（面上项目）：MAX相层状金属陶瓷的高熵化及其物性研究。（项目负责人：陈洪祥；执行时间：2022.01～2024.12；资助经费：8万；项目编号：2021J011077）

3)    福建省自然科学基金（青年基金项目）：新型BNT基相变储能铁电陶瓷的性能优化及其增强机理研究。（项目负责人：彭萍；执行时间：2022.01～2024.12；资助经费：8万；项目编号：2021J05223）

联系人：徐翔（xiang.xu@fjut.edu.cn）