云南大学材料科学与工程学院胡万彪

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胡万彪，云南大学材料科学与工程学院研究员，博士生导师。电子材料与器件实验室负责人。主要研究领域包括高性能电子电容材料与器件、高能量密度杂化薄膜介质材料、新型电子材料超高压力制备与结构性质、强关联电磁薄膜材料与器件、电化学超级电容器等等。近年在Nature Materials, Chemistry of Materials, Advanced Electronic Materials, ACS Applied Materials & Interfaces, Chemical Communications等期刊发表论文30余篇。
                    
胡万彪
博士，研究员，博士生导师，入选国家“高层次人才引进计划”
电子材料与器件研究团队负责人
2002-2006西安交通大学理学院，材料物理，本科
2006-2011中国科学院福建物质结构研究所，材料物理与化学，博士
2011-2016澳大利亚国立大学（The Australian National   University）  博士后
2016.03入选国家“高层次人才引进计划”
2016.09云南大学材料科学与工程学院
2017.12   云南省云岭英才计划“云岭高层次人才"
E-mail：huwanbiao@ynu.edu.cn



要科研项目：
（1）          国家“高层次人才引进计划”项目（2017-2020）
（2）           云南大学高层次引进人才-第三层次（2017-2020）
（3）           国家重点研发计划子课题（2017-2021）
（4）           国家自然科学基金面上项目（2018-2021）
（5）           国家自然科学基金青年项目（2018-2021）


代表性论文：

• Wanbiao Hu, Yun Liu*, Ray L. Withers, Terry J. Frankcombe, Lasse Norén, Amanda Snashall, Melanie Kitchin, Paul Smith, Bill Gong, Hua Chen, Jason Schiemer, Frank Brink, Jennifer Wong-Leung, Electron-pinned Defect-dipoles for High-Performance Colossal Permittivity Materials, Nature Materials, 2013, 12, 821-826.
• Wanbiao Hu, Kenny Lau, Yun Liu*, Ray Withers, Hua Chen, Lan Fu, Bill Gong, Wayne Hutchison, Colossal dielectric permittivity in (Nb+Al) co-doped rutile TiO2 ceramics: compositional gradient and local structure, Chemistry of Materials, 2015, 27, 4934-4942.
• Wen Dong, Wanbiao Hu*, Adam Berlie, Kenny Lau, Hua Chen, Ray L. Withers, Yun Liu, Colossal dielectric behavior of Ga+Nb co-doped rutile TiO2, ACS Applied Materials & Interfaces 2015, 7, 25321-25325.
• Wanbiao Hu, Liping Li, Guangshe Li*, Yun Liu, Ray L. Withers, Atomic-scale control of TiO6 octahedra through solution chemistry towards giant dielectric response, Scientific Reports, 2014, 4, 6582.
• Wanbiao Hu, Liping Li, Wenming Tong, Guangshe Li*, Supersaturated spontaneous nucleation to TiO2 microspheres: synthesis and giant dielectric performance, Chemical Communications, 2010, 46, 3113-3115.
• Wanbiao Hu, Liping Li, Guangshe Li*, Changlin Tang, Lang Sun, High-Quality Brookite TiO2 Flowers: Synthesis, Characterization, and Dielectric Performance, Crystal Growth & Design, 2009, 9, 3676-3682.
  

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电化学电容器作为一种环保型的可再生能源装置，一直受到人们的广泛关注。与传统意义上的电池相比，超级电容器拥有更快的充放电速率、工作温度范围宽、充放电循环寿命长、功率密度高等特点，越来越多的科研工作者的研究致力于提高器件的功率密度和能量密度。对高性能电化学电容器的日益增长的需求促使研究人员在提高表面积、电子/离子电导和化学稳定性方面寻求更好的新电极材料。但想要合理设计出具有超高储能性能的最佳电极材料，还需要对材料的结构特性有充分的认识，对电荷存储、运输的机制有更深刻的认知。

       长期以来，减小活性平面的颗粒尺寸和制备特定形貌的电极材料是电化学领域的主要设计策略。提高电化学性能最有效的方法是使得拥有大量活性位点的晶面暴露出来，但涉及的活性位点可能没有得到充分利用，或原子表面构型可能掩盖了活性。胡万彪研究课题组提出了一种基于“活性离子隧道定向”策略的新型结构设计，以克服上述不足，同时提高活性位点的效率。以过渡金属氟化物BaCoF4为基体材料，通过十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂沿活性方向控制尺寸变小。活性取向有利于打开电解液中OH–等离子通道，使得OH-离子在电解液中的扩散变得更加容易，同时电子也能够在CoF6八面体当中跃迁，进一步增加了电化学电容器充放电的能力，充分发挥体系中Co2+/Co3+阳离子的氧化还原作用，使电化学氧化还原反应充分从而提高电化学性能。通过激活离子通道定向设计构造适合电子跃迁和离子扩散的离子通道极大地提高了充放电激活过程的效率，在6 M KOH电解液中，在1 A g-1的电流密度下处获得了692 F g-1的高比电容，比未定向设计BaCoF4块体电极材料高5倍。基于定向BaCoF4的非对称电化学电容器（AEC）在1.025 kW kg-1的功率密度下具有超高的能量密度(147.7 Wh kg-1)，优于大多数现有的AEC体系。
        该研究为电化学电容器电极材料的设计提供了一种全新的思路，相关工作发表在Advanced Energy Materials上。云南大学材料与能源学院胡万彪教授和南方科技大学物理系谢林副教授为论文共同通讯作者。


        论文信息：
        Significantly Enhanced Electrochemical Redox for High-Performance Electrochemical Capacitor via Active Ion-Tunnel Oriented BaCoF4 Electrodes
       Changjin Guo, Jiyang Xie, Jing Wang, Lun Li, Zhu Zhu, Lin Xie, Yongyun Mao, Wanbiao Hu
       Advanced Energy Materials
       DOI: 10.1002/aenm.202003734