济南大学材料学院原长洲

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原长洲，济南大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，山东省“泰山学者特聘教授”，济南市C类人才（省级领军人才），安徽省杰出青年基金和安徽省技术领军人才获得者。2016 ‒ 2020连续入选科睿唯安“全球高被引科学家”和爱思维尔“中国高被引学者”榜单。获教育部自然科学奖二等奖和安徽省青年科技奖各一项。秉承“料要成材，材可成器，器之有用”的研究理念，聚焦电化学存储与转换领域前瞻性课题和关键技术难题，致力于关键材料精准合成、结构-组分/功能调控、内在储电/转换机制，及器件设计、构建与优化等应用基础研究。迄今，以第一/通讯作者身份已在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Energy Environ. Sci.、Mater. Today、Mater. Horiz.和Green Chem.等国际刊物上发表SCI学术论文120余篇。个人H-index为56。申请中国发明专利20余项。部分研究成果已经在相关企业完成中试、检测及示范应用。现任InfoMat和Rare Metals学术刊物青年编委。

个人简介

[1] 1997/09 - 2000/07   安阳师范学院   化学教育

[2] 2003/09 - 2006/07   新疆大学化学化工学院理学硕士    物理化学专业

[3] 2006/09 - 2009/12   南京航空航天大学材料科学与技术学院工学博士    材料加工工程专业

[4] 2009/12 - 2016/12    安徽工业大学材料科学与工程学院     副教授、教授

[5] 2012/03 - 2013/03    新加坡南洋理工大学   博士后

[6] 2016/03 - 2016/10    美国佐治亚理工学院  高级访问学者

[7] 2017/01 -      至今     济南大学材料科学与工程学院  教授

研究领域

[1] 超级电容器

[2] 锂/钠离子电池

[3] 离子电容器

[4] 锂硫电池

[5] 储能型光催化剂

[6] 新型铅碳电池

近期论文

Changzhou Yuan*, Electrochim. Acta 2019, (IF = 5.116)

Changzhou Yuan*, Electrochim. Acta 2019, DOI:1016/j.electacta.2019.03.121 (IF = 5.116)

Changzhou Yuan*, Mater. Horizons 2019, DOI:10.1039/C8MH1593G (IF  = 13.183)

Changzhou Yuan*, J. Mater. Chem. A 2019, DOI: 10.1039/C8TA10258A (IF = 9.931);

Changzhou Yuan*, Adv. Energy Mater, 2019，DOI:10.1002/aenm.201803052 (IF = 21.875);

Changzhou Yuan*, Adv. Energy Mater. 2019，DOI:10.1002/aenm.201802847 (IF = 21.875);

Changzhou Yuan*, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 3264 (IF = 9.931);

Changzhou Yuan*, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 4037 (IF = 8.097);

Changzhou Yuan*, ACS Appl. Energy Mater. 2019, 2, 548;

Changzhou Yuan*, ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 799 (IF = 6.140);

Changzhou Yuan*, Eur.-Chem. J. 2019, 25, 863(IF = 5.160);

Changzhou Yuan*, Electrochem. Acta 2019, 295, 237 (IF = 5.116);

Changzhou Yuan*, Mater. Today 2018, 21, 193 (IF = 24.537);

Changzhou Yuan*, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705921 (IF = 13.325);

Changzhou Yuan*, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 17947 (IF = 9.931);

Changzhou Yuan*, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 5498 (IF = 8.097, ESI Highly Cited Paper);

Changzhou Yuan*, Electrochem. Acta 2018, 271, 165 (IF = 5.116);

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济南大学的原长洲教授课题组与新加坡南洋理工大学的楼雄文教授课题组合作，以一维铁基配位聚合物纳米线和二维石墨烯为前驱体，通过原位硫化过程构筑了具有多维结构的Fe1-xS纳米颗粒填充多孔碳纳米线/石墨烯（Fe1-xS@PCNWs/rGO）复合柔性薄膜电极。零维Fe1-xS纳米颗粒被配位聚合物热解产生的一维多孔纳米线包覆，抑制了活性组分的体积膨胀和多硫化物的流失；二维石墨烯片层不仅为电子、离子传输提供了路径，而且协同一维纳米线赋予自支撑电极优异的机械性能。

图1. Fe1-xS@PCNWs/rGO薄膜合成示意图及柔性展示

得益于多维结构的协同作用，该电极表现出优异的储钠质量及体积比容量。在0.1 A•g-1的电流密度下经100次循环后，不同面载量（0.9-11.2 mg•cm-2）薄膜电极的性能为573-89 mAh•g-1，远优于纯相Fe1-xS及Fe1-xS@C。同时，薄膜电极展现出较高的体积比容量，在0.2-5 A•g-1的电流密度下比容量为424-180 mAh•cm-3，优于文献中报道的很多碳基或金属硫化物/碳基复合材料的性能。作者以其为负极，以NVP/rGO为正极，通过对正负极活性物质单位面积负载量的调控和电压区间的优化，成功组装了具有较高容量及机械性能的柔性钠离子软包电池。

这一研究成果于近期以Back Cover的形式发表于能源类知名期刊Advanced Energy Materials，文章第一作者是济南大学的青年讲师刘洋。

该论文作者为：Yang Liu, Yongjin Fang, Zhiwei Zhao, Changzhou Yuan, Xiong Wen (David) Lou

A Ternary Fe1−xS@Porous Carbon Nanowires/Reduced Graphene Oxide Hybrid Film Electrode with Superior Volumetric and Gravimetric Capacities for Flexible Sodium Ion Batteries

Adv. Energy Mater., 2019, DOI: org/10.1002/aenm.201803052

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随着人们对能源危机和环境污染的日益关注，化石能源的快速消耗已成为当前世界面临的重大挑战。近年来，基于电化学的新型储能转换装置的开发，如可充电电池、超级电容器、电催化等，对解决上述问题具有重要意义。虽然上述器件具有不同的工作机制，但所有新型储能转换装置的电化学性能和可靠性主要受所涉及的电化学活性材料的限制。因此，合理设计和合成先进材料对新型储能转换装置的发展具有重要意义。

        在过去的几十年里，纳米科技得到了迅速的发展，并在几乎所有能源相关的领域得到了广泛应用。可以通过有目的地调节纳米材料的结构和组成来提高电化学动力学性能。通过合理的设计和合成方案，实现可控制备不同结构、尺寸和组成的纳米材料，从而形成组成-结构-性能之间的关系。然而，纳米材料合成的发展仍然面临着许多挑战。传统的纳米材料合成策略总是耗时耗力，且可控性较差。因此，迫切需要一种简便、经济、快速的高性能电化学能量存储和转换纳米材料合成策略。
        近年来，激光辐照合成技术作为一种将“纳米技术”与“光”巧妙地结合起来的有效方法，受到了世界各国学者的广泛关注，在调节材料表面和电子结构方面前景广阔。与传统的热处理技术不同，激光辐照合成是基于脉冲激光束诱导的光热效应，在特定的位置进行激光辐照后快速冷却。热效应可以通过所应用的激光参数（频率、脉冲宽度和激光强度）来调整。激光辐照合成的主要优点是其所涉及的时间和位点特异性光热效应的简捷性，可以快速获得低能耗的纳米材料。快速的加热和冷却速率（>106 oC s-1）可以产生特定的反应条件，精确地调节合成材料的特定表面/界面和微观结构。
         近期，济南大学原长洲教授团队在InfoMat上详细综述了基于电化学的激光诱导电化学能量存储和转换纳米材料的研究进展。首先概述了激光辐照法的研究历史、分类、优势和基本原理，包括所涉及微/纳米结构产生和修饰的机制。其次，综述了激光诱导电化学能量存储和转换纳米材料在可充电电池、超级电容器和电催化方面的实际应用，包括缺陷和/或杂原子的可控引入、外延生长在适当的衬底上、以及异质结构的精细制备。最后，阐述了激光辐照法在电化学能量存储和转换领域面临的挑战，并提出了未来的发展方向。这一综述将对未来的设计和有目的制备先进的激光诱导纳米材料提供重要的指导。该工作在InfoMat上以题为“Laser Irradiation Construction of Nanomaterials towards Electrochemical Energy Storage and Conversion: Ongoing Progresses and Challenges”在线发表。