陆雅翔

简介:

2012.09-2015.12     英国伯明翰大学，博士

2015.10-2016.11     英国萨里大学，博士后

2017.02-2018.04     中国科学院物理研究所，“国际青年学者”

2018.04-2024.09     中国科学院物理研究所，副研究员

2020.12-至今          中国科学院物理研究所，博士生导师

2024.09-至今          中国科学院物理研究所，研究员     

曾入选中国科学院青年创新促进会会员(2020)，主持国家自然科学基金优秀青年基金项目(2021)， 担任科技部国家重点研发计划（青年项目）首席科学家(2022)，获得中国科学院物理研究所科技新人奖(2022)。             

主要研究方向:

新能源材料与器件研究，包括：

1) 发展低成本和高性能新型电极材料；

2) 构筑高兼容和高稳定电极/电解质界面；

3) 解析材料微观结构与宏观性能构效关系；

4) 发展安全环保储能电池新体系；

过去的主要工作及获得的成果:
主要从事清洁能源转换与存储器件（燃料电池、二次电池）领域的研究工作，在制备无机材料和碳基材料、探索材料成核与生长机制、揭示电荷载体存储机理、阐明微观结构与宏观性能关系等方面取得了一些进展，主要工作如下：
1) 提出新型预氧化方法制备高容量碳负极材料。引入氧原子产生交联结构，抑制沥青在高温碳化过程中的熔化，阻碍碳原子有序重排，使碳负极材料产碳率从54%提高到67%，储钠容量从94 mAh/g增加到300 mAh/g，初始库仑效率从64.2%提升到88.6%；该方法对其他碳源的预处理具有普适性。
2) 运用低温碳化技术提高碳负极材料倍率性能。低温碳化提高了沥青基碳材料的缺陷浓度，增加了储钠活性位点，使斜坡区容量得到提升，为高功率钠离子电池的开发提供新思路。
3) 揭示碳负极多孔结构对储钠性能的作用规律。借助多种孔结构表征技术，结合非原位测试方法，区分多孔碳负极开孔和闭孔的孔隙率、孔面积、孔径大小及分布，发现增加闭孔数量并减少开孔数量是实现高首效、高容量碳负极的有效方法。
4) 基于绿色化学方法调控碳负极材料闭合孔隙结构。通过溶剂热合成与高温碳化相结合制备出富含闭合孔的碳负极材料，将储钠容量提升至410 mAh/g，首周库仑效率为84%，可大幅提升钠离子电池的能量密度。
5) 运用超低盐浓度电解液拓宽钠离子电池工作温度范围。低盐浓度电解液改善了界面浸润性，降低了对电极和集流体的腐蚀风险，所形成的富含有机成分的界面膜具有优异的热/动力学性能，提高了钠离子电池极端温度环境下的运行稳定性。
6) 构建高能量密度、长寿命水系钾离子原型电池。通过对普鲁士蓝类正极材料进行掺杂改性，利用聚合物负极材料在水系电解液中的稳定性，结合高盐浓度电解液对电压窗口的拓宽，首次成功构筑能量密度为80 Wh/kg，循环寿命2000次以上的水系钾离子原型电池。

代表性论文及专利:

[1] Y. Q. Li, Q. Zhou, S.T. Weng, F.X. Ding, X.G. Qi, J.Z. Lu, Y. Li, X. Zhang, X.H. Rong, Y.X. Lu^*, X.F. Wang, R.J. Xiao, H. Li, X.J. Huang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200 Wh/kg in sodium batteries, Nature Energy 7 (2022) 511-519.

[2] F.X. Ding, C.L. Zhao, D.D. Xiao, X.H. Rong^*, H.B. Wang, Y.Q. Li, Y. Yang, Y.X. Lu^*, Y.-S. Hu^*, Using high-entropy configuration strategy to design Na-ion layered oxide cathodes with superior electrochemical performance and thermal stability, Journal of the American Chemical Society 144 (2022) 8286–8295.

[3] F. Xie, Y.S. Niu, Q.Q. Zhang, Z.Y. Guo, Z.L. Hu, Q. Zhou, Z. Xu, Y.Q. Li, R.T. Yan, Y.X. Lu^*, M.M. Titirici, Y.-S. Hu^*, Screening heteroatom configurations for reversible sloping capacity promises high-power Na-ion batteries, Angewandte Chemie International Edition 61 (2022) e202116394.

[4] C.L. Zhao^#, Q.D. Wang^#, Z.P. Yao^#, J.L. Wang, B.S. Lengeling, F.X. Ding, X.G. Qi, Y.X. Lu^*, X.D. Bai, B.H. Li, H. Li, A.A. Guzik^*, X.J. Huang, C. Delmas^*, M. Wagemaker^*, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Rational design of layered oxide materials for sodium-ion batteries, Science 370 (2020) 708-711.

[5] Y.Q. Li^#, Y. Yang^#, Y.X. Lu^*, Q. Zhou, X.G. Qi, Q.S. Meng, X.H. Rong, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Ultralow-concentration electrolyte for Na-ion batteries, ACS Energy Letters 5 (2020) 1156-1158.

[6] C.L. Zhao, F.X. Ding, Y.X. Lu^*, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, High-entropy layered oxide cathodes for sodium‐ion batteries, Angewandte Chemie International Edition 59 (2020) 264-269.

[7] Y.R. Qi, Y.X. Lu^*, L.L. Liu, X.G. Qi, F.X. Ding, H. Li, X.J. Huang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Retarding graphitization of soft carbon precursor: From fusion-state to solid-state carbonization, Energy Storage Materials 26 (2020) 577-584.

[8] C.L. Zhao, Y.X. Lu^*, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Flexible Na batteries, InfoMat 2 (2020) 126-138.

[9] L.W. Jiang, Y.X. Lu^*, C.L. Zhao, L.L. Liu, J.N. Zhang, Q.Q. Zhang, X. Shen, J.M. Zhao, X.Q. Yu, H. Li, X.J. Huang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Building aqueous K-ion batteries for energy storage, Nature Energy 4 (2019) 495-503.

[10] Y.Q. Li, Y.X. Lu^*, P. Adelhelm*, M.M. Titirici^*, Y.-S. Hu^*, Intercalation chemistry of graphite: alkali metal ions and beyond, Chemical Society Reviews 48 (2019) 4655-4687.

[11] Y.R. Qi, Y.X. Lu^*, F.X. Ding, Q.Q. Zhang, H. Li, X.J. Huang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Slope-dominated carbon anode with high specific capacity and superior rate capability for high safety Na-ion batteries, Angewandte Chemie International Edition 58 (2019) 4361-4365.

[12] Y.Q. Li, Y.X. Lu^*, Q.S. Meng, A.C.S. Jensen, Q.Q. Zhang, Q.H. Zhang, Y.X. Tong, Y.R. Qi, L. Gu, M.M. Titirici, Y.-S. Hu^*, Regulating pore structure of hierarchical porous waste cork‐derived hard carbon anode for enhanced Na storage performance, Advanced Energy Materials 9 (2019) 1902852.

[13] Y.H. Zheng, Y.X. Lu^*, X.G. Qi, Y.S. Wang, L.Q. Mu, Y.M. Li, Q. Ma, J. Li^*, Y.-S. Hu^*, Superior electrochemical performance of sodium-ion full-cell using poplar wood derived hard carbon anode, Energy Storage Materials 18 (2019) 269-279.

[14]  Q.S. Meng, Y.X. Lu^*, F.X. Ding, Q.Q. Zhang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Tuning Closed Pore Structure of Hard Carbons with Highest Na Storage Capacity, ACS Energy Letters 4 (2019) 2608-2612.

[15] Y.X. Lu, X.H. Rong, Y.-S. Hu, H. Li^*, L.Q. Chen, Research and development of advanced battery materials in China, Energy Storage Materials 23 (2019) 144-153.

[16] Y.X. Lu, C.L. Zhao, X.G. Qi, Y.R. Qi, H. Li, X.J. Huang, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, Pre-oxidation-tuned microstructures of carbon anodes derived from pitch for enhancing Na storage performance, Advanced Energy Materials 8 (2018) 1800108.

[17] C.L. Zhao, Q.D. Wang, Y.X. Lu^*, B.H. Li, L.Q. Chen, Y.-S. Hu^*, High-temperature treatment induced carbon anode with ultrahigh Na storage capacity at low-voltage plateau, Science Bulletin 63 (2018) 1125–1129.

[18]  F.X. Wu, C.L. Zhao, S.Q. Chen, Y.X. Lu^*, Y.L. Hou^*, Y.-S. Hu, J. Maier, Y. Yu^*, Multi-electron reaction materials for sodium based batteries, Materials Today 21(2018), 960-973.

[19] C.L. Zhao, L.L. Liu, X.G. Qi, Y.X. Lu^*, F.X. Wu, X.H. Rong, J.M. Zhao, Y. Yu^*,Y.-S. Hu^*, L.Q. Chen, Solid-state sodium batteries, Advanced Energy Materials 8 (2018) 1703012.

[20] Y.X. Lu, R. Steinberger-Wilckens, S.F. Du*, Evolution of gas diffusion layer structures for aligned Pt nanowire electrodes in PEMFC applications, Electrochimica Acta 279 (2018) 99-107.

[21] Q.D. Wang, C.L. Zhao, Y.X. Lu^*, Y.M. Li, Y.H. Zheng, Y.R. Qi, X.H. Rong, L.W Jiang, X.G Qi, Y.J. Shao, D. Pan, B.H. Li^*, Y.-S. Hu^*, L.Q. Chen, Advanced nanostructured anode materials for sodium-ion batteries, Small 13 (2017) 1701835.

[22] Y.X. Lu, L.Q. Wang, K. Preuß, M. Qiao, M.-M. Titirici^*, J. Varcoe, Q. Cai^*, Halloysite-derived nitrogen doped carbon electrocatalysts for anion exchange membrane fuel cells, Journal of Power Sources 372 (2017) 82-90.

[23] Y.X. Lu, S.F. Du^*, R. Steinberger-Wilckens, One-dimensional nanostructured electrocatalysts for polymer electrolyte fuel cells--a review, Applied Catalysis. B: Environmental 199 (2016) 292-314.

[24] Y.X. Lu, S.F. Du^*, R. Steinberger-Wilckens, Three-dimensional catalyst electrodes based on PdPt nanodendrites for oxygen reduction reaction in PEFC applications, Applied Catalysis. B: Environmental 187 (2016) 108-114.

[25] Y.X. Lu, S.F. Du^*, R. Steinberger-Wilckens, Temperature-controlled growth of single-crystal Pt nanowire arrays for high performance catalyst electrodes in polymer electrolyte fuel cells, Applied Catalysis. B: Environmental 164 (2015) 389-395.

目前的研究课题及展望:

主持的科研项目：科技部国家重点研发计划（青年项目），国家自然科学基金优秀青年基金项目，国家自然科学基金面上项目，北京市自然科学基金面上项目，中国科学院“青年创新促进会”项目，企业前瞻性战略研发项目等。
参加的科研项目：国家自然科学基金国际（中英）合作研究项目，北京市自然科学基金重点研究专题，中国科学院战略性先导科技专项等。
目前重点开展先进二次电池关键材料、界面性质及器件研发，主要关注非水钠离子电池和水系钠、钾离子电池体系。

培养研究生情况:

计划每年招收硕博连读生/博士生2-3名，欢迎具有材料、物理、化学、电化学等相关专业背景且有志科研的考生报考。

其他联系方式:

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