绿色生态能源(GEE)团队

绿色生态能源(GEE)团队

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一、基本情况介绍

团队着重致力于绿色、环保、无污染的纳米储能材料与纳米光催化材料在能源存储与转换方向的研究。现有成员6人，其中教授2人，副教授3人，高级实验师1人。团队近年主持承担国家级项目7项，省部级项目12项，总经费600余万元；发表SCI论文300余篇，其中影响因子大于10的60余篇，高被引论文7篇；授权专利20余项；获省部级科技奖3项，广东省高等学校“千百十工程”优秀省级培养对象1人次。2017年度团队相关研究成果获得广东省科学技术自然科学二等奖（项目主持人：方岳平教授）。多名博士、硕士研究生多次获得国家级、省级、校级学术荣誉或优秀毕业生等称号。

二、团队成员简介

2.1 团队带头人

方岳平，博士、教授、博士生导师。

研究方向：

（i）纳米光催化

（光催化分解水、二氧化碳光还原、光催化有机污染物降解）；

（ii）工业催化；

（iii）新型储能材料。

学术成就：主持过多项国家基金、省高校科技创新重点项目等，在国内外公开发表学术论文200余篇，其中在化学与材料领域中较高级别的刊物如J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater.、Adv. Func. Chem. Eng. J.、Mater.、Small等国际著名刊物上，发表的论文已被引用14530多次，最高单篇引用1768次，H-因子：62。2014年被评为广东省高等学校“千百十工程”优秀省级培养对象；2016年度获得广东省科学技术自然科学二等奖。近几年一直从事纳米材料与纳米复合材料的制备、表征与应用等方面的研究工作。如：锂离子电池的电极材料，超级电容器电极材料，光催化材料等，在新型纳米材料研发方面具有丰富的科研工作经验。

2.2 团队骨干教师

张声森，博士、教授、硕士生导师，材料化学系主任。

研究方向：

（i）功能纳米催化材料；

（ii）环境污染治理与监测；

（iii）能源转换与储存。

科研成果：相关研究取得了一系列的成果，目前第一发明人身份的授权专利12项，已在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Chem. Eng. J.等期刊上公开发表SCI学术论文110余篇，其中以第一作者或通讯作者署名发表的论文52篇，24篇属于一区期刊（中科院SCI分区），13篇的影响因子超过10.0。先后主持的国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金等各类科研项目16项。指导已毕业的硕士研究生3名获得校级优秀毕业论文，1名获得国家奖学金；指导的本科生多次获得国家级、省级创新创业项目，其中一项代表广东省参加了2020年第13届全国大学生创新创业年会。

高琼芝，博士、副教授、硕士生导师。

研究方向：

（i）纳米光催化材料可控制备及应用；

（ii）太阳能转换与利用

（光催化分解水制氢、光电催化生物质制氢等）。

科研成果：主持及参与省部级课题10余项，在国内外学术刊物发表SCI论文30余篇。2021年获广东省首届本科高校课程思政教学大赛（理科组）一等奖；2020年获 “三育人”先进个人称号；2019年获 校级教学成果奖二等奖；2018年获 本科课堂教学“十佳教师”称号；2015年共同指导学生参加第十三届大学生“挑战杯”课外学术科技作品大赛获广东省特等奖、国家级三等奖；2014年指导本科生参加第二届广东省大学生化学实验竞赛获三等奖。

蔡欣，博士、副教授、硕士生导师。

研究方向：

（i）先进功能材料及其新能源器件

（金属基电池、锂离子电池、太阳能电池等）；

（ii）智能材料与柔性可穿戴电子器件；

（iii）环境催化材料及其应用。

科研成果：以第一或通讯作者在Adv. Mater., Appl. Catal. B-Environ., Adv. Funct. Mater., ACS Catal., Chem. Eng. J., J. Energy Chem., Small, J. Mater. Chem. A等学术刊物上发表SCI论文30余篇，单篇最高被引640余次，论文总引用超过4600次，H因子36；申请/授权发明专利10余项。主持国家自然科学基金青年基金与广东省自然科学基金青年提升项目等多项，参与科技部国家重大科学研究计划与国家自然科学基金重点项目等多项。获教育部高等学校科学研究优秀成果奖二等奖1项。获第三届全国高校教师教学创新大赛三等奖（广东分赛特等奖）、 “教书育人”先进个人、广东省材料创新大赛优秀指导教师等。近三年指导学生参加大学生创新项目或科技竞赛等获省部级及以上立项/奖项8项。

杨思源，博士、副教授、硕士生导师。

研究方向：

（i）先进功能纳米材料可控制备及应用；

（ii）太阳能转换与利用

（光\电催化分解水制氢、CO₂还原、生物质制氢）；

（iii）新能源储能材料与器件

（锂离子电池、锂硫电池、新型光充电电池等）。

科研成果：主持国家自然科学基金-青年基金1项，广东省自然科学基金2项，广州市自然科学基金项目1项，参与国家级、省部级科研项目9项。以通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed.， Appl. Catal. B-Environ, Chem. Eng. J., J. Energy Chem., Small, Sep. Purif. Technol., ChemSusChem, J. Mater. Chem. A,J. Power Sour., Chinese J Catal.等国际期刊发表SCI论文90余篇，H因子38。受邀参加国内、国际研讨会并获得优秀报告奖多次，参与获得广东省科学技术奖二等奖1项。指导学生参加大学生创新项目或省级科技竞赛项目多项，以优秀指导教师获得第十一届广东省材料创新大赛金属材料分赛区一等奖一项、总决赛二等奖一项。
2.3团队导师联系方式：

三、研究与发展方向

GEE课题组致力于实现清洁能源的高效转换，高容量电池的功能应用以及用于环境修复的新型催化剂开发及其应用等。团队的研究方向集中于太阳能制氢/过氧化氢、二氧化碳高值转化，新型太阳能充电电池、高比能金属基电池及其它高效二次电池的技术开发与应用。具体如下：

（一）绿色能源催化领域

3.1.1 光催化制氢

利用二氧化钛和硫化镉等材料的光催化和光电催化技术进行高效水分解制氢。通过优化这些半导体材料的表面结构和光吸收性能，我们旨在提升太阳能转换效率，为清洁能源开发提供创新方案。我们的研究不仅推进了能源科技的界限，也为实现能源的可持续利用奠定了基础。

Adv. Mater.2024, 231351

Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212746

J. Power Sources, 2022, 538, 231536

3.1.2. 光（电）催化二氧化碳还原

通过人工光合作用收集可再生能源中最大的可利用资源太阳能，并将其储存在化学键中，从CO₂和水中产生高价值可再生的化工燃料。太阳能燃料生产有望从根本上改变化石资源过度利用的现状，从而解决能源安全、环境污染和生态可持续发展等问题。在深入了解关键基础科学问题的基础上，旨在构建一系列集成的人工光合作用系统，实现高效的二氧化碳转化为太阳能燃料等人工光合作用反应过程，以减缓温室气体的排放并实现可持续能源生产。

Adv. Funct. Mater.2024,34, 2311989

ACS Catal. 2022, 12, 15, 9074–9082

Journal of Energy Chemistry 92 (2024) 104–112

3.1.3. 生物质制氢

利用电催化和光电催化技术，将生物质衍生物如糠醛和糠醇转化为氢气。通过开发高活性催化剂，这些过程提升了从生物质到氢气的转换效率，实现了能源的可持续生产。糠醛和糠醇作为可再生资源，其转化过程不仅促进了清洁能源的发展，也为农业副产品的有效利用开辟了新途径，展现了生物质资源化利用的巨大潜力。

Sol. RRL 2022, 2200187

（二）环境污染治理与修复

水体污染和土壤污染已成为全球性问题，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。本方向重点关注水中的有机污染物和重金属，以及土壤中的污染物。通过设计高效吸附材料、优化化学氧化和高级氧化技术。建立高效、环保的废水处理和土壤修复方案，改善水资源和土壤环境质量，以促进环境净化和资源回收的可持续发展

3.2.1降解有机污染物

在水处理领域，有机污染物，如抗生素、染料和农药等，对水体和环境造成严重的污染和危害。通过设计高效吸附材料或者建立高级氧化系统，探索新型氧化剂和催化剂的应用，最大限度地净化废水，保护水环境和人类健康，为废水净化技术的发展和应用提供科学支撑，也为实现清洁、安全的水环境目标贡献力量。

Separation and Purification Technology，295，121347

3.2.2.还原重金属

水体中的重金属污染物如铬、镉、铅等对环境和人类健康造成严重威胁。为了有效净化水体，我们致力于开发高效的重金属还原技术，将不同的处理技术组合应用，以实现废水中重金属的有效处理和资源回收，为还原重金属领域提供新的解决方案，并促进环境保护和可持续发展。

3.2.3土壤治理

农业生产中农药、化肥等的大量使用，土壤中有机污染物增多，加剧了土壤生态环境的恶化。对于土壤污染物的处理，本课题遵循可持续发展战略，施行“以废制废”策略。选取生物质为原料，利用吸附、高级氧化法原位去除土壤有机污染物。该方法不仅可以降低土壤毒性，重塑土壤结构，还能为土壤提供养料，促进植株生长，为资源合理利用，生态可持续发展做出一份贡献。

Sep. Purif. Technol.，2023，333，125878

（三）先进功能材料及其能源储存与转换

3.3.1. 新型光充电锂硫电池:长循环，低成本，高比能

锂硫电池以其高达2600 Wh kg-1的理论能量密度，展现出作为下一代储能技术的巨大潜力。我们的研究通过集成光催化技术，深入探讨了锂硫电池的核心电化学过程，实现了电子和离子的高效传输，优化了电池结构以增强正极反应动力学和反应可逆性，有效抑制了金属锂负极的副反应。这些进步为高能量密度锂硫电池的开发和稳定性提供了新的视角和解决方案。

Angewandte Chemie International Edition，2024，e202403022

3.3.2. 能源电催化: 锌-空气电池、多功能电催化剂、三相电催化

锌空气电池因其高能量密度、低成本和环保特性而备受关注。我们团队通过设计强耦合界面和三维多级结构正极，显著提升了电池的氧反应效率。开发的系列自支撑非贵金属基双功能电催化剂进一步优化了氧还原/氧析出反应（ORR/OER）的动力学性能。

Adv. Funct. Mater.2024, 2402933

3.3.3 柔性可穿戴电池与智能可穿戴电子

面向新一代智能可穿戴电子器件与系统的实际需求，发展各类高性能的便携固态电池与柔性可穿戴电源，例如可折叠锂离子电池、柔性锂-硫电池以及柔性锌-空气电池等，并将柔性电池广泛应用于便携电源、自驱动产氢和柔性传感器等多功能集成系统，发挥其在可穿戴电子设备、传感监测、功能交互界面、嵌入式医疗等领域的应用潜力。

Appl. Catal. B-Environ Energy 2023, 325, 122332

3.3.4超级电容器

超级电容器是一种能够以高速率存储和释放能量的新型储能装置，在诸多电子产品和储能系统中备受青睐。课题组致力于开发新型纳米结构电极材料，并基于各类碳材料与过渡金属氧化物来探索具有更高的能量密度和更长的循环寿命的超级电容器。近年来为实现太阳能的高效转换和存储,开始研究光充电超级电容器，着力设计研发兼备良好的光吸收性能和优异的能量密度的材料，达到光充电储能效果。

四、科研平台介绍

团队积极搭建高水准科研平台，已建成科研氛围浓厚、科研条件良好、设施设备较为齐备的科研平台。

五、团队近年承担项目情况

六、近3年主要科研成果

6.1科研论文

[1] DONG Q, LI M, SUN M, et al. Phase-Controllable Growth NixPy Modified CdS@Ni₃S₂ Electrodes for Efficient Electrocatalytic and Enhanced Photoassisted Electrocatalytic Overall Water Splitting [J]. Small Methods, 2021.（JCR一区13.1）

[2] LI M, WEI M, XIE X, et al. Ni Foam Supported TiO₂ Nanorod Arrays with CdS Branches: Type II and Z-Scheme Mechanisms Coexisted Monolithic Catalyst Film for Improved Photocatalytic H2 Production [J]. Solar RRL, 2022.（JCR一区7.9）

[3] MENGRUI W, GUOCHANG R, QIONGZHI G, et al. Zn²⁺–Modulated Bimetallic Carbides Synergized with Macro-mesoporous N-rich Carbon Enabling Accelerated Polysulfides Conversion for High-performance Li-S Batteries [J]. Chem Eng J, 2021.（JCR一区13.3）

[4] SI F, TANG C, GAO Q, et al. Bifunctional CdS@Co₉S₈/Ni₃S₂ catalyst for efficient electrocatalytic and photo-assisted electrocatalytic overall water splitting [J]. J Mater Chem A, 2020.（JCR一区11.9）

[5] SIBO C, ZHI Y, JIADONG C, et al. Electron-rich interface of Cu-Co heterostructure nanoparticle as a cocatalyst for enhancing photocatalytic hydrogen evolution [J]. Chem Eng J, 2022.（JCR一区13.3）

[6] XUNFU Z, JIN L, BEI J, et al. Sustainable Synthesis of Low-Cost Nitrogen-doped-Carbon Coated Co₃W₃C@g-C₃N₄ Composite Photocatalyst for Efficient Hydrogen Evolution [J]. Chem Eng J, 2021.（JCR一区13.3）

[7] ZECHAO Y, GUIZHI Z, JIANXIN Z, et al. Synergistic passivation by alkali metal and halogenoid ions for high efficiency HTM-free carbon-based CsPbI₂Br solar cells [J]. Chem Eng J, 2021.（JCR一区13.3）

[8] ZHI Y, YI Y, DENG C, et al. Defect-Enriched ZnO/ZnS Heterostructures Derived from Hydrozincite Intermediates for Hydrogen Evolution under Visible Light [J]. ChemSusChem, 2022.（JCR一区8.4）

[9] ZHOU X, FANG Y, CAI X, et al. In Situ Photodeposited Construction of Pt-CdS/g-C₃N₄-MnOx Composite Photocatalyst for Efficient Visible-Light-Driven Overall Water Splitting [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.（JCR一区9.5）

[10] ZHOU X, LI J, CAI X, et al. In situ photo-derived MnOOH collaborating with Mn₂Co₂C@C dual co-catalysts boost photocatalytic overall water splitting [J]. J Mater Chem A, 2020.（JCR一区11.9）

[11] ZHOU Z, NG Y H, XU S, et al. A CuNi Alloy–Carbon Layer Core-Shell Catalyst for Highly Efficient Conversion of Aqueous Formaldehyde to Hydrogen at Room Temperature [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021.（JCR一区9.5）

[12] CHEN M, HUANG X, CHEN Y, et al. Shape-specific MOF-derived Cu@Fe-NC with morphology-driven catalytic activity: Mimicking peroxidase for the fluorescent- colorimetric immunosignage of ochratoxin [J]. J Hazard Mater, 2022. JCR一区13.6）

[13] QILENG A, LIU W, SUN Z, et al. Portable Dual-Modular Immunosensor Constructed from Bimetallic Metal–Organic Framework Heterostructure Grafted with Enzyme-Mimicking Label for Rosiglitazone Detection [J]. Adv Funct Mater, 2022. （JCR一区19.0）

[14] XU C, YANG G, LI J, et al. Efficient purification of tetracycline wastewater by activated persulfate with heterogeneous Co-V bimetallic oxides [J]. J Colloid Interface Sci, 2022.（JCR一区9.9）

[15] LI F, ZHANG M, CHEN W, et al. Vanadium Nitride Quantum Dots/Holey Graphene Matrix Boosting Adsorption and Conversion Reaction Kinetics for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021.（JCR一区9.5）

[16] LI S, DUAN H, YU J, et al. Cu Vacancy Induced Product Switching from Formate to CO for CO₂ Reduction on Copper Sulfide [J]. ACS Catalysis, 2022. （JCR一区12.9）

6.2 代表性专利

1.          蔡欣，都加俊，赵忠强，方岳平，何宏展，高琼芝，杨思源，张声森，一种硅负载氧化铝和石墨烯复合材料及其制备方法和应用，2024101634173。

2.          杨思源；张倩倩；关晓阳；杨甜珍；高琼芝；张声森；蔡欣；方岳平，一种在CdS纳米棒上包覆Cd(II)负载的印迹聚合物的制备及其应用，CN117504940A。

3.          杨思源；杨甜珍；李锡桂；张扬；高琼芝；蔡欣；张声森；方岳平，一种锂硫电池光电正极及其制备和应用，CN116914089A。

4.          杨思源; 陈冬辉; 高琼芝; 蔡欣; 张声森; 方岳平，一种光辅助可充电锌离子电池及其制备方法，CN116130253A。

5.          杨思源；孙明爽；谢晓儿；彭健城；李铭立；司方圆；高琼芝；蔡欣；张声森; 方岳平，一种双-过渡金属电极材料及其制备方法和在光伏电解水制氢中的应用，CN114717585A。

6.          杨思源,杨甜珍,张倩倩,高琼芝,蔡欣,张声森,方岳平，:一种双功能光电极 Cu/CuO/Cu₂S 及其制备和在锂离子电池中的应用，202311720677.8。

7.          张声森，李洁，杨希贤，李万保，方岳平。硫掺杂双金属催化材料NiCo₂S₄/Co₉S₈/NiS及其制备方法和应用，专利授权号：ZL 202210902090.8。

8.          张声森，杨志，钟国玉，傅小波，方岳平。一种纳米级碳包覆Mo-Mo₂C 的异质纳米粒子及其制备方法和应用，专利授权号：ZL 202210321618.2。

9.          蔡欣，杨许欢，李思梦，沈艺润，毛昊宁，一种自支撑碳包覆钴铁-镍铁二元双相合金多功能催化剂的制备及应用，2023111748320。

10.      蔡欣，沈艺润，阮国昌，方岳平，黄怡雯，张声森，杨思源，高琼芝，一种活化汉麻粉材料及其在制备锂-硫电池隔膜中的应用，2023107917612。

11.      蔡欣，沈艺润，刘奕，方岳平，张声森，杨思源，高琼芝，一类过渡金属@氮掺杂碳纳米管阵列自支撑电极及其制备与应用，202310476698.3。

12.      王思絮，蔡欣，邹月媛，邝佳琪，一种钴锰氧化物柔性电极及其制备与应用，202310377679.5。

13.      张声森，许传毅，周子宁，方岳平。光助化学催化甲醛产氢催化剂及其制备方法和应用，专利授权号：ZL 2021103729460。

14.      杨思源; 李铭立; 唐城阳; 罗娜; 全锦霞; 高琼芝; 蔡欣; 张声森; 方岳平，泡沫镍基底原位负载二氧化钛纳米线阵列材料及其制备方法和应用，CN112791726A。

15.      张声森，周武艺，周子宁，方岳平。一种油茶壳碳粉材料及其在净化抗生素废水中的应用，专利授权号：ZL 202010042654.6。

16.      张声森，杨莞榕，杨卓鸿，周武艺，方岳平。一种活化汉麻碳吸附剂的制备方法及应用，专利授权号：ZL 202010810126.0。

17.      张声森，杨莞榕，杨思源，高琼芝，方岳平。一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法及应用，专利授权号：ZL 202010596425.9。

18.      蔡欣，王梦蕊，周训富，方岳平，氮掺杂碳包覆Co和/或Co₃ZnC复合材料在制备锂硫电池隔膜中的应用，202011537447.4; CN112670669B

19.      方岳平，蔡欣，赵忠强，周训富，一种石墨烯包覆硅复合材料及其制备方法和应用，201810122380.4。

20.      方岳平，周训富，蔡欣，一种三维介孔碳负载碳化钼及其制备方法和应用，201811487558.1。

21.      方岳平，周训富，蔡欣，一种氮掺杂碳包覆碳化钼及其制备方法和应用，201811479463.5。

22.      张声森，陈斯波，杨希贤，杨思源，方岳平。一种具有核壳结构的Fe₃C纳米粒子的制备方法及其应用，专利授权号：ZL 201811365088.1。

23.      张声森，陈斯波。一种具有核壳结构的碳包铜纳米粒子的制备方法，专利授权号：ZL 2018 1 0588084.3。

24.      张声森，杨莞榕，高琼芝，杨思源，方岳平。一种纳米碳包氧化亚钴及其制备方法和应用，ZL 2019 1 0488920.5。

25.      方岳平；钟永鸣；杨思源；张声森，一种自组装石墨烯原位生长纳米棒阵列复合膜及其制备方法 2019-12-24 中国 ZL 2017 1 0511499.6。

26.      苏泳钊；彭峰；张山青；杨思源；方岳平；张声森，一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器 2019-5-7 中国 ZL 2017 1 0219525.8。

七、学生培养情况（近三年）

7.1团队部分学生竞赛获奖：

7.2团队部分学生获奖情况：

国家奖学金获奖人员：

许传毅（2020年）、周训富（2017年），钟永鸣（2016年）

校一等奖学金获奖人员（近三年）：

岑湛（2023年）、沈艺润（2023年）、梁苑锟（2023年）、杨甜珍（2022年）、张倩倩（2022年）、毛昊宁（2022年）、董倩雯（2022年）、唐城阳（2022年）、周子宁（2021年）、刘雨芬（2022年）、陈冬辉（2021年）

7.3毕业新征程：

七、团队生活