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姓 名:
刘建军
性    别:
专家类别:
研究员
学 历:
博士研究生
电 话:
021-52412801
传 真:
电子邮件:
jliu@mail.sic.ac.cn
个人主页:
邮政编码:
200050
通讯地址:
上海市定西路1295号

简历:

刘建军   研究员  

计算电化学与材料设计课题组

先进材料智能化研究协同创新中心主任

计算材料科学研究中心副主任

工作电话:021- 6916365152412801

电子邮件:jliu@mail.sic.ac.cn

课题组网页:http://www.skl.sic.cas.cn/ktz/ljj/index.html

通讯地址:上海市定西路1295

邮编:200050   

 

个人简历:

2011.11-  今  中科院上海硅酸盐研究所,研究员

2005.09 - 2011.10  美国Southern Illinois University,助理科学家

2003.01 - 2005.08  美国Emory University,博士后

1997.09 - 2002.07  吉林大学,博士研究生,物理化学专业

1993.09 - 1997.07  吉林大学,本科,精细化工

 

学术兼职:

1.2020. 02-至今,中国材料研究学会先进无机材料委员会,委员

2.2018. 09-至今,第一届国家材料基因工程委员会,委员

3.2017. 07-至今,国家重点研发材料基因工程项目咨询专家

4.2016. 08-至今,Nano Advances杂志编委

5.2016.04-至今,欧洲Intech出版社编委会,编委

 

荣获奖励:

1.2002年获得吉林大学优秀博士论文一等奖,国家优秀论文提名奖。

2.2009获得第十届美国能源部的Advanced Computational Software (ACTS) Collection奖励

3.2012年获得中国科学院杰出人才荣誉

4.2016年作为计算材料学术带头人,集成计算材料获得十二五期间中科院135工程培育项目优秀奖励

5.2019年获得中科院上海硅酸盐研究所人气导师奖励

 

科研简介:

高续航里程动力电池新材料计算设计

1.高比容量有机电池材料计算设计

有机钠离子电池具有安全性高、绿色环保、钠离子资源丰富的优势,然而有机钠离子电池材料低能量密度限制其商业化应用进程。基于碳环储钠活性差的基本问题,提出金属配位键代替层间范德华力的扇形结构设计活化有机共轭碳环的设计思想,获得目前报道最高储钠比容量的电极材料Zn-PTCA传统有机电极材料依赖于碳环与官能团单双键重排储能,计算与实验结合提出氢转移诱导电化学反应新机制,首次实现非共轭有机材料的电荷与能量存储,数据挖掘筛选出多种高比容量高稳定的新型非共轭有机电极材料,开辟了非共轭有机电池材料设计新方向。

2.高比容量锂空气电池正极材料催化剂设计准则

锂空气电池具有高能量密度、价格低廉等优势,然而其高的过电位限制其实际应用推广。通过揭示固-固界面的电荷转移调控充放电反应动力学导致高电位的机制,建立表面酸性作为电极界面催化剂的设计规则。计算预测钴锰氧化物实验验证电位4.2→3.2V,循环高达400圈,目前报道性能最佳。

3.全固态锂金属电池的固体电解质与负极界面结构设计

通过对商业化前景优异的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12LLZTO)进行SSE模型力学研究,发现存在于新抛光的LLZTO颗粒晶界内的惰性物质Li2CO3难以去除,阻碍了润湿过程。针对这一难题,设计0.5wt% NaLi金属(Li*)并将其熔铸到固体电解质SSE表面,熔体显著将Li2CO3LLZTO晶界相转移到负极界面处,从而促进了润湿过程。所得的Li*| LLZTO具有低界面电阻、高倍率和长循环寿命等优点,在未来的全固态电池(如Li*| LLZTO | LiFePO4)中具有广阔的应用前景。

4.基于人工智能与实验验证等方法设计高活性电催化剂

设计低成本、高活性的析氢催化剂来高效制氢是建立氢能源系统的重要组成部分,二维层状硫属化合物MoS2具有制备简单、结构稳定、催化活性可调的优势,因此被视为非常有潜力的酸性电解水制氢催化剂。然而,其高活性位点大部分限定在有限的边界处(edge),如何实现MoS2面内(Basal Plane)位点活化是推动其实际应用的关键。利用机器学习的方法(皮尔逊系数、梯度增强、线性回归,多项式拟合,支持向量积,随机森林等)搜索空间为17600种材料中共计筛选出了83种具有高催化活性的材料。提出区域电负性概念进行催化剂设计,选择不同过渡金属原子(V, Cr, Co, Ni)掺杂MoS2面形成不同局域结构,通过不同TM-S化学键特征调控MoS2基面电荷转移能力,实现析氢催化活性优化。

 

科研成果应用及推广:

1.与国网上海电力公司合作,推广变压器阻尼降噪材料技术应用

2.与上海汽车公司合作,推广固体电解质材料在全固态电池中应用 

 

科研项目:

主持中国科学院杰出人才项目、中国科技部重点研发材料基因组项目(课题负责)、国家自然科学基金面上与重点项目(子课题负责)、上海市科委重点等国家与省部级项目20余项,项目到位经费共计2100万元,代表性科研项目如下:

1.中国科学院杰出人才:能量转换与储存材料的结构性能关系与微观设计,2013.05-2016.05260万元,项目负责人

2.国家科技部重点研发项目:基于高通量筛选的抗肿瘤/组织再生性材料研制,项目编号2017YFB07026002017.07-2021.06560万元,项目负责人

3.国家自然基金面上项目:锂空气电池正极界面催化的机制研究与微观结构设计,项目编号215732722016.01-2019.1266万元,项目负责人

4.国家自然基金面上项目:金属有机电极材料阴阳离子电化学协同储能机制研究与微观结构设计,项目编号219731072020.01-2023.1265.2万元,项目负责人

5.国家自然基金重点项目:高比能锂-空气电池非碳材料体系及其构效关系的研究,项目编号514320102015.01-2019.12330万元,项目骨干

6.上海科委重点项目:基于材料基因工程技术的变压器降噪材料研发与应用,项目编号185111094002018.07-2021.06400万元,项目负责人

7.中国科学院重点部署项目:高性能材料的结构调控、制备与应用探索-材料的设计、创制、及计算设计方法,项目编号KGZD-EW-T062014.12-2016.12100万元,项目负责人

8.上海科委材料基因工程专项:材料服役安全物理实验与仿真模拟,项目编号16DZ22606002017.01-2018.1295万元,项目负责人

9.上海汽车工业基金会项目:基于MS计算的高电导复合电解质开发,项目编号1833, 2018.09-2020.0850万元,项目负责人

 

科研论文、专著

2012年开始受中国科学院杰出人才项目支持在中科院上海硅酸盐研究所开展科学研究工作,开辟了计算电化学与材料设计的新方向,发展材料基因工程与计算材料科学的新技术,设计高比容量动力电池材料。在Nature CommunicationsNature 子刊), ChemCell子刊), J Am Chem Soc(美国化学学会), Angew Chem Int Ed(德国应用化学)、Adv Mater(先进材料)等国际著名期刊发表学术论文96篇,主编2部英文专著,4个书籍章节,邀请综述5篇;受邀在美国陶瓷与化学学会的计算与能源分会做邀请报告20余次。研究成果引领国际前沿,受到国际同行的高度评价。

代表学术论文:

1.Yao Zhou, Jing Zhang, Erhong Song, Junhao Lin, Jiadong Zhou, Kazu Suenaga, Wu Zhou, Zheng Liu, Jianjun Liu,* Jun Lou, Hong Jin Fan*. Enhanced Performance of In-Plane TMD Monolayers by Configuring Local Atomic Structures. Nat. Commun. 2020, 11, 2253.

2.Yaojun Liu, Xiaolin Zhao, Chun Fang, Qing Liu, Ying Huang, Rui Zeng, Litao Kang, Jianjun Liu*, Yunhui Huang. Activating Aromatic Rings as Na-Ion Storage Sites to Achieve High Capacity, Chem, 2018, 4, 2463-2478.

3.Jinzhen Zhu, Fan Wang, Beizhou Wang, Jianjun Liu*, Wenqing Zhang, Zhaoyin Wen, “Surface Acidity as Descriptor of Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction in Li-O2 Battery”, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 13572-13581.

4.Chao Ma, Xiaolin Zhao, Litao Kang, Kai-Xue Wang, Jie-Sheng Chen, Wenqing Zhang, Jianjun Liu*. Non-Conjugated Dicarboxylate Anode Materials for Electrochemical Cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 8865-8870.

5.Xingjie Fu, Tiantian Wang, Wenzhong Shen, Miaoli Jiang, Da Wang, Zhenping Qiu, Yelong Zhang, Kuirong Deng, Qingguang Zeng, Ning Zhao, Xiangxin Guo, Zheng Liu*, Jianjun Liu*, and Zhangquan Peng*“A High-Performance Carbonate-Free Lithium Garnet Interface Enabled by Trace Amount of Sodium”, Adv. Mater. 2020, DOI:10.1002/adma.20200575.

6.Xiaolin Zhao, Mengnan Cui, Chao Ma, Wujie Qiu, Youwei Wang, Erhong Song, Kaixue Wang and Jianjun Liu*. Cooperative Effect of Multiple Active Sites and Hierarchical Chemical Bonds in Metal-Organic Compounds for Improving Cathode Performance. ACS Energy Lett., 2020, 5, 477-485.

7.Yao Zhou, Erhong Song, Jiadong Zhou, Junhao Lin, Ruguang Ma, Youwei Wang, Wujie Qiu, Ruxiang Shen, Kazutomo Suenaga, Qian Liu, Jiacheng Wang, Zheng Liu, and Jianjun Liu*. Auto-optimizing Hydrogen Evolution Catalytic Activity of ReS2 through Intrinsic Charge Engineering, ACS Nano, 2018, 12, 4486-4493.

8.Jinzhen Zhu, Xiaodong Ren, Jianjun Liu*, Wenqing Zhang, Zhaoyin Wen Unraveling Catalytic Mechanism of Co3O4 for Oxygen Evolution Reaction in Li-O2 Battery, ACS Catalysis, 2015, 5, 73-81.

9.Youwei Wang, Wujie Qiu, Erhong Song, Feng Gu, Zhihui Zheng, Xiaolin Zhao, Yingqin Zhao, Jianjun Liu*, Wenqing Zhang, Adsorption-energy-based activity descriptors for electrocatalysts in energy storage applications, Natl. Sci. Rev., 2018, 5, 327–341.

10.Wugang Fan, Beizhou Wang, Xiangxin Guo, Xiangyang Kong, Jianjun Liu*, Nanosize stabilized Li-deficient Li2-xO2 through cathode architecture for high performance Li-O2 batteries, Nano Energy, 2016, 27, 577-586.

代表学术专著

1.Jianjun Liu, and Wenqing Zhang, “Improvement of Hydrogen Storage Properties in Metal Hydrides Materials”, in “Hydrogen Storage”, (eds, Jianjun Liu) page 29-48. (INTECH d. o. o., 2012), ISBN, 978-953-51-0731-6.

2.Jianjun Liu, "Advanced Materials for Renewable Hydrogen Production, Storage and Utilization", (Edited by Jianjun Liu), ISBN 978-953-51-2219-7, 144 pages, Publisher: InTech, Chapters published November 25, 2015

3.Jianjun Liu, James Tyrrell, and Qingfeng Ge, “Computational design nanostructure for hydrogen storage” in “Energy Efficiency and Renewable energy through Nanotechnology”, (eds, Ling Zang), (Springer-Verlag London Limited, 2011). ISBN: 978-0-85729-637-5

4.Jianjun Liu, Jeremiah Aeschleman, Lisa Rajan, Catherine Che, and Qingfeng Ge, “A comparative study of dehydrogenation energetic of B2H6, Al2H6, and Ga2H6 based on Density function theory” in “Materials Issues in a Hydrogen economy” (eds. Jena, P. Kandalam, A. and Sun, Q.), (World Science, Richmond, VA, 2007). ISBN, 9789812838018

 

研究方向:
职称:
职务:
社会任职:
获奖及荣誉:
代表论著:
承担科研项目情况:
个人主页:
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