大连理工大学化工学院王治宇

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王治宇，教授，博士生导师，大连理工大学化工学院副院长，辽宁省微纳米技术及系统重点实验室纳米材料与器件研究室副主任。国家自然科学基金优秀青年基金获得者、德国洪堡学者、大连理工大学“星海杰青”。主要从事纳米新能源材料的基础与应用研究工作（锂二次电池、电化学催化等）。在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Energy Environmental Science等国际知名学术期刊发表论文60余篇，论文SCI他引59900余次，出版专著1部，H-index: 37。承担国家自然科学基金优秀青年基金、中组部青年计划专项资金、国家自然科学基金面上项目、霍英东青年教师基金等课题项目。任英国Nature出版集团刊物Scientific Reports编委、国际电化学能源科学院(IAOEES)青年理事、中国颗粒学会青年理事、全国石油和化工行业重质油碳质化高附加值利用重点实验室学术委员等学术兼职。

教育经历
2002.9 -- 2007.12 大连理工大学       化学工艺       博士
1998.9 -- 2002.7  郑州轻工业学院       高分子材料与工程       学士
1995.9 -- 1998.7  山西省广灵县第一中学
工作经历
2014.2 -- 至今  大连理工大学      教授
2012.11 -- 2014.2  德国德累斯顿工业大学      洪堡研究员
2009.10 -- 2012.8  新加坡南洋理工大学      博士后
2008.2 -- 2009.9  新加坡国立大学      博士后

Researcher ID: http://www.researcherid.com/rid/G-3762-2014
Google Scholar Citations: http://scholar.google.com/citations?user=Ht19Pc0AAAAJ&hl=en

硕博研究方向：
1.高性能二次电池（如锂/钠离子电池、锂/钠硫电池等）纳米电极材料与储能器件
2.基于无机-碳复合纳米结构的高效电化学催化剂及应用

代表性论文：
17. Liu Shaohong, Wang Zhiyu, Zhou Si, Yu Fengjiao, Yu Mengzhou, Chiang Chang-Yang, Zhou Wuzong, Zhao Jijun, Qiu Jieshan. Metal-organic framework-derived hybrid carbon nanocages as bifunctional electrocatalyst for oxygen reduction and evolution, Advanced Materials, 2017, DOI:10.1002/adma.2201700874.
16. Wu Xianhong, Wang Zhiyu, Yu Mengzhou, Xiu Luyang, Qiu Jieshan. Stabilizing the MXenes by carbon nanoplating for developing hierarchical nanohybrids with efficient lithium storage and hydrogen evolution capability, Advanced Materials, 2017, DOI:10.1002/adma.201607017.
15. Yu Mingliang, Wang Zhiyu, Wang Yuwei, Dong Yanfeng, Qiu Jieshan. Free-standing flexible Li2S paper electrode with high mass and capacity loading for high energy Li-S batteries, Advanced Energy Materials, 2017, DOI:10.1002/aenm.201700018.
14.Niu Shanshan, Wang Zhiyu, Zhou Tao, Yu Mingliang, Yu Mengzhou, Qiu Jieshan, A polymetallic metal-organic framework-derived strategy towards synergistically multi-doped metal oxide electrodes with ultra-long cycle life and high volumetric capacity, Advanced Functional Materials 2017, 27, 5, 1605332.
13.Hu Han, Han Lei, Yu Mengzhou, Wang Zhiyu, Lou Xiong Wen, Metal-organic-framework-engaged formation of Co nanoparticle-embedded carbon@Co9S8 double-shelled nanocages for efficient oxygen reduction, Energy & Environmental Science 2016, 9, 107-111.
12.Ling Zheng, Wang Zhiyu, Zhang Mengdi, Yu Chang, Wang Gang, Dong Yanfeng, Liu Shaohong, Wang Yuwei, Qiu Jieshan, Sustainable Synthesis and Assembly of Biomass-Derived B/N Co-Doped Carbon Nanosheets with Ultrahigh Aspect Ratio for High-Performance Supercapacitors, Advanced Functional Materials 2016, 26, 111-119.
11.Dong Yanfeng, Yu Mingliang, Wang Zhiyu, Liu Yang, Wang Xuzhen, Zhao Zongbin, Qiu Jieshan, A Top-Down Strategy toward 3D Carbon Nanosheet Frameworks Decorated with Hollow Nanostructures for Superior Lithium Storage, Advanced Functional Materials 2016, 26, 7590-7598.
10.Adam Marcus,#Wang Zhiyu,# Dubavik Aliaksei, Stachowski Gordon M., Meerbach Christian, Soran-Erdem Zeliha S, Rengers Christin, Demir Hilmi Volkan, Gaponik Nikolai, Eychmüller Alexander, Liquid–liquid diffusion-assisted crystallization: a fast and versatile approach toward high quality mixed quantum dot-salt crystals, Advanced Functional Materials 2015, 25, 2638. (#The authors contribute equally)
9.Liu Shaohong, Dong Yanfeng, Zhao Changtai, Zhao Zongbin, Yu Chang, Wang Zhiyu, Qiu Jieshan, Nitrogen-rich carbon coupled multifunctional metal oxide/graphene nanohybrids for long-life lithium storage and efficient oxygen reduction, Nano Energy 2015, 12, 578-587.
8.Wang Zhiyu, Dong Yanfeng, Li Hongjiang, Zhao Zongbin, Wu Hao Bin, Hao Ce, Liu Shaohong, Qiu Jieshan, Lou Xiong Wen, Enhancing lithium-sulphur battery performance by strongly binding the discharge products on amino-functionalized reduced graphene oxide, Nature Communications 2014, 5, 5002.
7.Liu Shaohong, Wang Zhiyu, Yu Chang, Wu Hao Bin, Wang Gang, Dong Qiang, Qiu Jieshan, Eychmueller Alexander, Lou Xiong Wen, A Flexible TiO2(B)-Based Battery Electrode with Superior Power Rate and Ultralong Cycle Life, Advanced Materials 2013, 25, 3462-3467.
6.Wang Zhiyu, Wang Zichen, Liu Wenting, Xiao Wei, Lou Xiong Wen, Amorphous CoSnO3@C nanoboxes with superior lithium storage capability, Energy & Environmental Science 2013, 6, 87-91.
5.Wang Zhiyu, Zhou Liang, Lou Xiong Wen, Metal Oxide Hollow Nanostructures for Lithium-ion Batteries, Advanced Materials 2012, 24, 1903-1911.
4.Wang Zhiyu, Lou Xiong Wen, TiO2 Nanocages: Fast Synthesis, Interior Functionalization and Improved Lithium Storage Properties, Advanced Materials 2012, 24, 4124-4129.
3.Wang Zhiyu, Luan Deyan, Madhavi Srinivasan, Hu Yong, Lou Xiong Wen, Assembling carbon-coated alpha-Fe2O3 hollow nanohorns on the CNT backbone for superior lithium storage capability, Energy & Environmental Science 2012, 5, 5252-5256.
2.Wang Zhiyu, Luan Deyan, Boey Freddy Yin Chiang, Lou Xiong Wen, Fast Formation of SnO2 Nanoboxes with Enhanced Lithium Storage Capability, Journal of the American Chemical Society 2011, 133, 4738-4741.
1.Wang Zhiyu, Luan Deyan, Li Chang Ming, Su Fabing, Madhavi Srinivasan, Boey Freddy Yin Chiang, Lou Xiong Wen, Engineering Nonspherical Hollow Structures with Complex Interiors by Template-Engaged Redox Etching, Journal of the American Chemical Society2010, 132, 16271-16277.

详细信息请移步至：http://carbon.dlut.edu.cn/info/1022/1089.htm

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精细化工国家重点实验室、化工学院王治宇教授收到英国皇家化学会颁发的证书，当选英国皇家化学会会士（Fellow of the Royal Society of Chemistry，FRSC）。
英国皇家化学会（Royal Society of Chemistry）成立于1841年，是世界上历史最悠久的化学学术团体和欧洲最大的化学科学团体，也是国际上最有影响的国际权威学会之一。学会会士（Fellow）中包括近80位诺贝尔奖得主。学会每年遴选在国际化学科学研究领域取得杰出成就，为推动化学科学发展做出卓越贡献的科学家为其会士。
王治宇教授是国家自然科学基金优秀青年基金获得者、洪堡学者、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、大连市杰出青年科技人才入选者。主要研究方向为电化学反应驱动的离子/小分子活化转化与存储技术及其应用（如锂二次电池、电化学催化等）。在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Energy Environmental Science等国际知名学术期刊发表论文80余篇，SCI他引10100余次，出版专著1部，H因子48。曾获辽宁省自然科学一等奖等学术奖励。兼任Scientific Reports、Rare metals、《材料工程》、《航空材料学报》等期刊编委、国际电化学能源科学院（IAOEES）青年理事、中国颗粒学会青年理事等学术职务。

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锂离子电池是综合性能最好的储能与动力电池之一，但其能量密度极大受限于所用的低比容量嵌锂金属氧化物正极；强氧化性正极与易燃有机电解液在机械滥用（如挤压、针刺）、电滥用（如过充、短路）和热滥用（如过热）等条件下的失控链式放热反应，亦使锂离子电池安全事故在世界范围内频繁发生。对于锂离子电池负极而言，商业化石墨负极的容量也几近极限，但仍远未满足高能量密度电池之需。金属锂负极的比容量超越石墨负极近十倍，可望极大提升锂二次电池的能量密度。然而，滥用条件下高活性金属锂负极与易燃有机电解液之间的热失控反应，以及金属锂枝晶生长等问题显著制约了金属锂电池的寿命与可靠性。

        针对现有锂二次电池在能量密度与安全性方面的瓶颈难题，大连理工大学王治宇教授与北京化工大学邱介山教授团队基于硫化锂正极与硅负极之间的本质安全性多电子氧化还原反应，从电池化学原理上根除金属锂负极或强氧化性正极对电池寿命与安全性的负面影响；在此基础上，进一步利用凝胶电解质改善电极界面兼容性、强化电池在在滥用条件下的安全性并抑制多硫化物穿梭效应。发展了一类兼具高比能量（506 - 802 Wh kg-1）和高安全性的准固态锂二次电池新体系。此类电池在水/氧环境中，在机械穿刺/切割、内/外部短路、过热等滥用条件下仍可保持高稳定性，且自放电率低，可在 -20 至 60 ℃ 宽温区内工作。正可谓“硫化锂硅凝胶连，水浸火烤若等闲；粉身碎骨浑不怕，只留能量在人间。”

       A quasi-solid-state rechargeable cell with high energy and superior safety enabled by stable redox chemistry of Li2S in gel electrolyte
Xiangyu Meng, Yuzhao Liu, Zhiyu Wang*（王治宇，大连理工大学）, Yizhou Zhang, Xingyu Wang and Jieshan Qiu*（邱介山，大连理工大学）
Energy Environ. Sci., 2021,14, 2278-2290
http://doi.org/10.1039/D0EE03037F

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发展高能量密度电池技术对于我国推动能源结构转型升级、实现“双碳”目标具有重要战略意义。传统锂离子电池中，不含活性锂的石墨负极占据>25%的电池重量与>40%的电池厚度，显著制约电池单位质量储锂能量密度（质量比能量）与单位体积储锂能量密度（体积比能量）的提升。若将负极材料自电池体系中去除，可望使电池的质量比能量增加>35%，体积比能量提高>80%，同时降低电池制造难度与成本，获得的无负极电池将在电动交通、空间技术、军事国防等对高能量、超轻薄电池需求突出的领域极具应用潜力。
         在无负极锂离子电池中，正极是唯一的锂源，因而高锂含量、高比容量的正极材料是发展高性能无负极电池的关键。传统的三元氧化物正极材料锂含量仅14 - 25 at.%左右，比容量低（100 - 220 mAh g-1），且在易燃有机电解液中容易释放单线态氧等高活性物种，制约了无负极电池的能量密度与安全性。针对这一问题，王治宇、邱介山教授团队在前期工作中，发展了一系列锂含量达66.67 at.%、理论比容量>1160 mAh g-1、不含金属锂/氧等高活性物种的本质安全硫化锂正极（Nature Commun., 2014, 5, 5002、Adv. Energy Mater., 2017, 1700018、Adv. Funct. Mater., 2019,29, 1905986、Energy Environ. Sci., 2021, 14, 2278、Science Adv., 2022, eabl8390、Adv. Mater., 2022, 2201981）。以之作为正极构建无负极电池，可望实现高达2451 Wh kg–1的理论质量比能量与4068 Wh L-1的理论体积比能量。
在此基础上，王治宇、邱介山教授团队近日在Nature子刊Nature Communications 发表题为“Development of quasi-solid-state anode-free high-energy lithium sulfide-based batteries”的研究论文。面向实用化电池制造，利用无粘结剂冷压技术实现了超高负载量（14.4 mg cm-2）与高面容量硫化锂正极的创制。发展了锂沉积友好、耐火阻燃的新型含氟侧链共聚物凝胶电解质，突破了金属锂在负极侧集流体上不可逆沉积和枝晶生长，降低电池库伦效率与循环寿命的瓶颈难题，同时弥补了传统聚合物电解质高温易熔化、易燃烧的短板。融合高负载量、高面容量的硫化锂正极与此类不泄漏、高安全性的聚合物凝胶电解质，开发了在过热、短路、火烧等滥用条件下具有高可靠性，质量比能量>340 Wh kg–1，体积比能量>1323 Wh L-1的Ah级准固态无负极软包电池。联用原位X射线衍射、原位紫外可见光谱、原位阻抗、原位光学金相显微镜等先进分析技术，揭示了工况条件下无负极电池中的正极氧化还原反应机制、凝胶电解质的化学环境演变规律与负极集流体侧的动态锂沉积行为。
基于无负极电池设计，此类电池的质量比能量可比现有的固态锂离子电池提升50%以上，体积比能量可比固态锂离子电池、锂硫电池提升70 - 150%以上。这一工作为高能量、超轻薄、高安全性的储能电池技术发展提供了新的思路。

图1. 准固态无负极电池的结构及其相较于传统锂离子电池、锂硫电池的优势

图2. 基于硫化锂正极的准固态无负极电池的电化学性能、反应机制与安全性：（a, b）Ah级准固态软包电池的比容量及比能量；（c）与现有液态电池体系能量密度的比较；（d）原位X射线衍射分析揭示硫化锂正极在工况条件下的结构演变；（e）原位紫外可见光谱阐释凝胶电解质在工况条件下的化学环境演化；（f，g）原位X射线衍射与原位金相显微镜揭示负极侧集流体上的锂沉积与剥离行为；（h）耐火阻燃性能。

         论文第一作者为精细化工国家重点实验室、化工学院博士生刘钰昭。工作得到了国家自然科学基金会、辽宁省科技厅、大连市科技局、大连理工大学、中节能万润有限公司的共同资助支持。
        文献详情：Development of quasi-solid-state anode-free high-energy lithium sulfide-based batteries. Nat. Commun., 2022, 13, 4415.
         链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32031-7