青岛科技大学材料学院李镇江

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李镇江,青岛科技大学教授，山东省泰山学者特聘专家、山东省有突出贡献的中青年专家、青岛市拔尖人才。曾荣获山东省高校十大优秀教师，山东省高教管理先进个人，青岛市首届教学名师等荣誉称号。现任中国仪表材料学会理事、中国晶体学会粉末衍射专业委员会会员、山东省机械工程学会理事、青岛分析测试学会会员，国家自然科学基金及山东省科技攻关等项目的评审专家，Nanoscale、ACS Applied Materials&   Interfaces、J. Phys. Chem. B 、J.   Phys. Chem. C、Journal of Crystal Growth、Materials Letters和Chinese Physics等多个杂志的审稿专家。


姓名 李镇江
性别  男
出生年月  1963.10
职称  教授
学历（学位） 研究生（博士）
毕业院校  西北工业大学
人才专家 “泰山学者特聘专家”
导师类别  博士生导师
招生专业  材料科学与工程、催化、材料工程
研究方向 纳米材料制备、性能与应用；能量储存与转换材料与器件；催化新材料；等
联系方式  0532-88956228；zjli126@126.com
个人简历（包括近期科研项目）

先后主持完成和在研包括4项国家自然科学基金在内的国家、省、市科研项目10余项，参与完成和在研的国家、省、市项目10余项。已在Nano Research、ACS Applied Materials& Interfaces、Journal   of Power Sources、Journal of Materials Chemistry C等国内外重要学术期刊上发表学术论文120余篇，其中SCI收录70余篇次，EI收录50余篇次。申请国家专利30余项，授权国家发明专利10项，实用新型专利5项。
    作为第一完成人获山东省自然科学二等奖1项，中国石油化工协会科技进步二等奖2项，山东高等学校优秀科研成果（自然科学类）二等奖1项、三等奖1项，青岛市自然科学优秀学术论文一、三等奖各1项；作为主要参与者还获国家科技进步二等奖，中石化科技进步一等奖，青岛市科学技术进步奖二等奖等科研奖励；指导博士研究生中2人获研究生国家奖学金、指导的硕士研究生分别获山东省研究生创新成果三等奖2项，获“挑战杯”课外学术科技作品竞赛国家级三等奖1项，山东省特等奖1项、二等奖1项，获“挑战杯”山东省大学生创业计划竞赛二等奖2项。作为第一完成人和主要参与人曾多次获得国家、省、校教学成果（效果）奖。
主要研究方向：
1.一维纳米材料的合成、机理、物性及应用研究；
2.光催化、抗菌及抗藻功能纳米材料的研究；
3.用于超级电容器及电池等新能源纳米材料的研究；
4.基于传感器的新型功能纳米材料研究；
5.聚合物、陶瓷及金属基纳米复合材料的研究；
6.工业化生产纳米材料合成设备的研制。

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近日，青岛科技大学中德科技学院教授李镇江泰山学者团队在超级电容器电极材料研究领域取得突破性进展，该成果由中德科技学院新引进青年教师赵健和李镇江团队成员共同完成，并以“A High-Energy Density Asymmetric Supercapacitor Based on Fe2O3Nanoneedle Arrays and NiCo2O4/Ni(OH)2Hybrid Nanosheet Arrays Grown on SiC Nanowire Networks as Free-Standing Advanced Electrodes”为题发表在国际知名学术期刊《Advanced Energy Materials》(2018, 8: 1702787，IF=16.721)上。

超级电容器作为一种新型储能装置，因具有快速充放电、库伦效率高及循环寿命长等特性受到了国内外研究人员的广泛关注。然而，构筑出具有良好电化学性能的电极材料是实现其高效能量存储的关键。因此，如何设计高性能骨架材料和活性材料，并实现两种材料的协同作用，就成为该领域亟待解决的问题。

李镇江团队经过多年努力，在已掌握的具有自主知识产权的量产化制备SiC纳米线核心技术的基础上，首次以量产化制备出的SiC纳米线网络为骨架，以过渡金属化合物为活性材料，通过控制工艺参数，分别在SiC纳米线上生长出NiCo2O4/Ni(OH)2混合纳米片阵列正极材料和Fe2O3纳米针阵列负极材料，所制备的复合电极材料不仅具有高的比电容还具有优异的倍率特性；此外，利用制备出的复合正极和负极材料，并通过合理匹配正、负电极材料的质量和电容量等，组装得到了具有高能量密度及良好循环稳定性的非对称型超级电容器。该项成果为新一代高性能超级电容器的产业化制造奠定了坚实基础。

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CoP具有低价、丰度高、电化学稳定性佳等优点，因此有望成为新型高性能的电催化剂。然而，其电催化性能仍然远远不能满足商业应用的需求，因此仍需进一步提升CoP的电催化活性。有多种方法被开发用于提升CoP的电催化全解水性能。一个是在CoP中掺杂金属元素可以有效地调节电子结构和电子导电性；另外一个是设计独特的纳米结构，尤其是原位生长的方式，有利于CoP电催化性能的增强。

       鉴于此，青岛科技大学的李镇江教授和汪传生教授课题组结合上述的两种方案，在泡沫镍上通过水热-磷化的方法原位生长了一种新型3D海胆状的V掺杂CoP纳米结构，获得了高活性的HER和OER双功能催化剂，同时可以实现高性能电解水。
       本文要点：
       1) 通过水热-磷化的方法可以直接在泡沫镍上原位生长V掺杂的CoP纳米结构，所制备的V掺杂CoP呈现出海胆状纳米阵列结构，并且V的组分是高度可调的。
      2) 经过V掺杂的优化，10%V掺杂量的CoP表现出最优异的电催化性能。在酸性，中性和碱性条件下，10 mA·cm−2的电流密度下的HER过电位分别为73 mV，86 mV和84.6 mV。在碱性条件下，20 mA·cm−2的电流密度下的OER过电位为265.3 mV。用该催化剂组装成全解水电解池，10 mA·cm−2的电流密度下的电解水电压为1.53 V。
       3) 实验和理论分析结果表明，V原子取代了CoP晶格中的钴原子，不仅可以提高费米能级附近的电子态密度，从而提高催化剂的电导率，而且可以优化吸附在CoP上的氢和含氧中间体的自由能，从而提高其催化活性。此外，催化剂的独特纳米结构为电荷转移和反应物/电解质的扩散提供了更短的通道，从而加速了电催化反应动力学。此外，原位生长策略也可以提高催化剂的电导率和稳定性。
       Hongyao Xue, et al. 3D urchin like V-doped CoP in situ grown on nickel foam as bifunctional electrocatalyst for efficient overall water-splitting. Nano Res., https://doi.org/10.1007/s12274-021-3359-2.

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近日，材料学院李镇江教授团队在超级电容器电极材料研究领域取得突破性进展，该成果以“The semicoherent interface and vacancy engineering for constructing Ni(Co)Se2@Co(Ni)Se2 heterojunction as ultrahigh-rate battery-type supercapacitor cathode”为题发表在国际知名学术期刊《Advanced Functional Materials》(2022,DOI: 10.1002/adfm.202202063，影响因子18.808)上。材料学院赵健副教授为第一作者，李镇江教授为通讯作者，青岛科技大学为唯一通讯单位。
        近年来，超级电容器以其快速充放电、功率密度大及循环寿命长等特性已成为一种极具发展潜力的能量存储装置，引起了人们的广泛关注。电极材料作为构建超级电容器的核心部件之一，决定着其性能的优劣。因此，开发高性能电极材料就成为本领域的热点和难点课题。研究表明，Ni/Co硒化物具有较高的理论比电容、优异的氧化还原特性及高的电化学活性等优势，被认为是一种理想的电池型超级电容器电极候选材料。然而在现有研究结果中，测试的比电容却远低于其理论值，尤其是在高电流密度下的倍率性能较差，无法满足新一代高性能超级电容器电极材料的需求。针对上述问题，该团队研究人员首次构筑了一种具有半共格界面特性的Ni(Co)Se2@Co(Ni)Se2异质结，同时在其内部引入了丰富的硒空位，这不仅可以调节其电子结构，从根本上提高了电子/离子传输速率，而且还降低了离子吸附能，同时，在离子扩散路径中极大地提高了离子的化学亲和力。电化学性能测试结果表明：此电极材料可呈现出大的比电容和超高的倍率特性，同时，构筑出的超级电容器也具有高比能量密度和长循环寿命。这项研究工作为设计高性能电池型电极材料提供了可靠策略，极大地推动了其商业应用过程。
        本课题研究得到了国家自然科学基金、泰山学者人才工程、山东省高校青创人才引育计划、山东省高校青创科技计划及山东省自然科学基金等项目的资助。