黄建宇导师主页
基本信息
姓名: 黄建宇
职称: 教授
单位电话:
电子信箱: juhuang@xtu.edu.cn
办公室: 二教 515
个人主页:
个人简介

黄建宇,男,汉族,1967年11月18日出生,长期从事纳米能源材料领域的研究,建立了多种纳米科学和能源材料透射电镜-探针显微镜(TEM-SPM)原位定量测量技术。在国际上率先制造出在高真空度电镜中工作的锂电池,发明了在原子尺度实时观察锂离子电池充放电过程的新技术,开创了原位纳米尺度电化学研究的新领域,为研究有关锂离子电池的关键性课题提供了有效的技术条件,为研发高能量密度、高功率密度、长寿命锂电池提供了坚实的科学基础。系列研究成果发表在 Science、 Nature Nanotechnology、Physical Review Letters、Nano Letters、ACS Nano 等杂志上,其中 Science 330,1515-1520 (2010) 的 SCI 单篇引用已达 833 次, ACS Nano 1522-1531 (2012) 的 SCI 单篇引用也达 693 次。这一原位电镜实验方法和技术已被许多国际著名学术机构采用并开展后续的研究工作,包括斯坦福大学(Stanford)、麻省理工(MIT)、佐治亚技术大学(Georgia Institute of Technology)等。 迄今为止,发表论文 204 篇,其中 Nature 1 篇、Science 1 篇、Physical Review Letters 11 篇、 Nature Nanotechnology 3 篇、 Nature Communications 3 篇、Nature Methods 1 篇、 PNAS 1 篇、Nano Letters 25 篇、 ACS Nano 8 篇、 Advanced Materials 3 篇;引用总次数超过 17000 次,H 指数为 68, 特邀报告 80 余次,撰写特邀综述 4 篇。主持或者共同主持美国能源部和自然科学基金等 13 项,主持经费合计约 450 万美元(近 3000 万元人民币)。 2000 年荣获美国科学信息研究所(ISI)颁发的“经典引文奖”。2 次担任美国能源部项目评审专家,12 次担任美国国家基金评审专家。组织和共同组织 9 次国际学术会议,并担任多次国际学术会议分会主席。 申请人的研究成果得到了学术界的广泛关注和高度评价,许多国际著名学术媒体进行了专题报道,包括 Nature, Nature Nanotechnology, New York Times, New Scientist, Chemical Engineering News, MRS, MRS-enews, and Materials Today, EETimes, United Press International, Nanotechweb, Science Daily, Science News Daily, Sandia Lab. News 等。

学习工作经历

学习经历:

学士(B.S.)                        1986.09-1990.07    中国    湘潭大学            

物理学 硕士(M.S.)           1990.09-1993.02    中国    中科院金属研究所    

材料物理 博士(Ph.D.)      1993.03-1996.01    中国    中科院金属研究所    材料物理

工作经历:

主任研究员     2006.10-2012.05  美国      圣地亚国家实验室

 (Principle Staff Scientist)                     (Sandia National Laboratories)

 研究副教授     2004.12-2006.08  美国      波士顿学院物理系 

(Research Associate Professor)            (Department of Physics, Boston College)

 研究助理教授   2002.08-2004.12  美国      波士顿学院物理系

 (Research Assistant Professor)            (Department of Physics, Boston College) 

博士后         1999.10-2002.08  美国      洛斯阿拉莫斯国家实验室 

(Postdoc Fellow)                          (Los Alamos National Laboratory)

 研究员         1998.04-1999.10  日本      大阪大学

 (JSPS Fellow)                            (Osaka University)

 研究员         1996.08-1998.03  日本      无机材料国家研究院 

(COE Fellow)              (National Institute for Research in Inorganic Materials)


研究方向

(1)在透射电镜中创造出一种基于离子液体锂离子电池,实现了对锂离子电池充放电过程的原位动态高分辨观察。

(2)发明了一种与电镜匹配的全固态电池,成功实现了对锂嵌入硅纳米线的原子尺度的观察。

(3)发现了锂嵌入晶体硅的临界尺寸效应。

(4)发明了一种制造大块纳米晶的新方法(Repetitive Corrugation and Strengthening,RCS),并对 RCS 晶粒细化机制进行了系统研究。

(5)发现了纳米碳管的超塑性。

获奖情况

1) 2000 年荣获美国科学信息研究所(ISI)颁发的“经典引文奖”;
2) 1999 年荣获由中国教育部和国务院学位委员会评定颁发的“全国百篇优秀博士论文奖”;
3) 1997 年荣获日本文部科学省(The Science and Technology Agency of Japan)授予的全球卓越研究中心(COE, Center-of-Excellence)奖学金;
4) 1998 年荣获日本教育部(Department of Education of Japan)授予的日本学术振兴会(JSPS, Japanese Society for Promotion of Science)奖学金;
5) 1993 年荣获中国科学院(CAS, Chinese Academy of Science)颁发的“中国科学院院长奖学金特别奖”。
 

科研项目

1. 科技部,国家重点研发计划,2018YFB0104300,高比能固态锂电池技术,2018-052021-04135万,在研,子课题负责人

2. 国家自然科学基金委员会,面上项目,51772262,全固态锂电池界面科学问题的原子尺度原位电镜研究,2018-012020-1272万元,在研,主持

3. 河北省政府,河北省第七批百人计划E2016100016,新型储能电池研究,2017-012019-12100万元,已结题,主持

4. 科技部,国家重点研发计划,2017YFB0702001,多场耦合下材料微观缺陷演化的原位定量高通量实验表征,2017-072021-0680万元,在研,子课题负责人

5. 美国自然科学基金(NSF)项目,In-Situ Experiment and Modeling of Electrode Failures in Li Ion Nano-Batteries2012-201435万美元、已结题、共同负责人(CO-PI

6. 美国能源部(DOE)能源前沿研究中心—纳米储能科学项目(Energy Frontier Research Centers (EFRC)—Science of Precision Multifunctional Nanostructures for Electrical Energy Storage)、2010-20141400万美元、已结题、分课题主持(CO-PI

7. 美国圣地亚国家实验室室定向研发项目(Laboratory Directed Research and DevelopmentLDRD),The Science of Battery Degradation2012-2014300万美元、已结题、共同负责人(CO-PI

8. 美国能源部能源前沿研究中心—固体发光中心项目(Energy Frontier Research Center for Solid State Lighting)、2010-20142000万美元、已结题、分课题主持(CO-PI

9. 美国圣地亚国家实验室定向研发项目(LDRD),Novel Room Temperature Synthesis of Nuclear Fuel Nanoparticles by gamma-Irradiation2010-2014120万美元、已结题、共同负责人(CO-PI

10. 美国圣地亚国家实验室定向研发项目(LDRD),Real-time studies of battery electrochemical reactions inside a transmission electron microscope2009-2011100万美元、已结题、共同负责人(CO-PI

主要代表性论文

[1]   Liqiang Zhang#, Tingting Yang#, Congcong Du, Qiunan Liu, Yushu Tang, Jun Zhao, Baolin Wang, Tianwu Chen, Yong Sun, Peng Jia, Hui Li, Lin Geng, Jingzhao Chen, Hongjun Ye, Zaifa Wang, Yanshuai Li, Haiming Sun, Xiaomei Li, Qiushi Dai, Yongfu Tang*, Qiuming Peng, Tongde Shen, Sulin Zhang*, Ting Zhu* and Jianyu Huang*. Lithium Whisker Growth and Stress Generation in an in Situ Atomic Force Microscope–Environmental Transmission Electron Microscope Set-Up. Nature Nanotechnology, 2020

[2]   Qiunan Liu#, Lin Geng#, Tingting Yang#, Yongfu Tang*, Peng Jia, Yanshuai Li, Hui Li, Tongde Shen, Liqiang Zhang* and Jianyu Huang*. In-Situ Imaging Electrocatalysis in a Na-O2 Battery with Au-Coated MnO2 Nanowires Air Cathode. Energy Storage Materials, 2019

[3]   Yushu Tang#, Liqiang Zhang#, Yongfu Tang#, Yanshuai Li, Qiunan Liu, Xin Wang, Teng Zhang, Rui Yang, Chi Ma, Yongfeng Li* and Jianyu Huang*. In-Situ Observation of Electrochemically Driven Kirkendall Effect Induced Volume Shrinkage of CuO Nanowires During Potassiation. Materials Letters, 2019

[4]   Zheng Fan, Liqiang Zhang, Daniel Baumann, Lin Mei, Yuxing Yao, Xidong Duan, Yumeng Shi*, Jianyu Huang*, Yu Huang* and Xiangfeng Duan*. In Situ Transmission Electron Microscopy for Energy Materials and Devices. Advanced Materials, 2019

[5]   Yushu Tang, Liqiang Zhang, Yongfu Tang, Xin Wang, Teng Zhang, Rui Yang, Chi Ma, Na Li, Yuening Liu, Xinxin Zhao, Xionghu Zhang, Zaifa Wang, Baiyu Guo, Yongfeng Li* and Jianyu Huang*. In Situ Imaging of Electrocatalysis in a K-O2 Battery with a Hollandite α-MnO2 Nanowire Air Cathode. Chemical Communications, 2019

[6]   Liqiang Zhang, Yushu Tang, Qiunan Liu, Tingting Yang, Congcong Du, Peng Jia, Zaifa Wang, Yongfu Tang*, Yongfeng Li*, Tongde Shen and Jianyu Huang*. Probing the Charging and Discharging Behavior of K-Co2 Nanobatteries in an Aberration Corrected Environmental Transmission Electron Microscope. Nano Energy, 2018

[7]   Tingting Yang#, Peng Jia#, Qiunan Liu#, Liqiang Zhang*, Congcong Du, Jingzhao Chen, Hongjun Ye, Xiaomei Li, Yanshuai Li, Tongde Shen*, Yongfu Tang* and Jianyu Huang*. Air‐Stable Lithium Spheres Produced by Electrochemical Plating. Angewandte Chemie, 2018

[8]   Qiunan Liu#, Tingting Yang#, Congcong Du#, Yongfu Tang*, Yong Sun, Peng Jia, Jingzhao Chen, Hongjun Ye, Tongde Shen, Qiuming Peng*, Liqiang Zhang* and Jianyu Huang*. In Situ Imaging the Oxygen Reduction Reactions of Solid State Na-O2 Batteries with Cuo Nanowires as the Air Cathode. Nano Letters, 2018

[9]   Liqiang Zhang, Yushu Tang, Qiuming Peng, Tingting Yang, Qiunan Liu, Yuecun Wang, Yongfeng Li*, Congcong Du, Yong Sun, Lishan Cui, Fan Yang, Tongde Shen, Zhiwei Shan* and Jianyu Huang*. Ceramic Nanowelding. Nature Communications, 2018

[10] Jianyu Huang*, Li Zhong, Chongmin Wang, P Sullivan. John, Wu XuLiqiang Zhang, Scott X. Mao, Nicholas S. Hudak, Xiaohua Liu, Arunkumar Subramanian. In situ observation of the electrochemical lithiation of a single SnO2 nanowire electrode, Science, 2010

[11] J.Y. Huang*, S. Chen, Z. Wang, K. Kempa, Y.M. Wang, S.H. Jo, G. Chen, M.S. Dresselhaus, and Z.F. Ren. Superplastic carbon nanotubes, Nature, 2006
[12] J.Y. Huang*, F. Ding, B.I. Yakobson*, P. Lu, Q. Liang, and J. Li*. In-situ Observation of Graphene Sublimation and Multi-Layer Edge Reconstructions,  PNAS, 2009  
[13] Jian Yu Huang, Li Zhong, Yu-Chieh Lo, S.X. Mao, Ju Li. Nanowire Liquid Pumps, Nature Nanotechnology, 2013
[14]  Xiao Hua Liu*, Jiang Wei Wang, Shan Huang, Feifei Fan, Xu Huang, Yang Liu, Sergiy Krylyuk, Jinkyoung Yoo, Shadi A. Dayeh, Albert V. Davydov, Scott X. Mao, S. Tom Picraux, Sulin Zhang, Ju Li, Ting Zhu* and Jian Yu Huang*. In situ atomic-scale imaging of electrochemical lithiation in silicon, Nature Nanotechnology, 2012
[15] He Zheng, Ajing Cao, Christopher R. Weinberger, Jian Yu Huang*, Kui Du, Jianbo Wang, Yanyun Ma, Younan Xia,  Scott X. Mao*. Discrete plastic deformation in sub-ten-nanometer-sized  Au crystals,  Nature Communication, 2010
[16] Xiao Hua Liu*, Jian Yu Huang*. In-Situ TEM electrochemistry of anode materials in lithium ion batteries,  Energy Environmental Science, 2011 (Invited Perspective)
[17] Xiao Hua Liu, Yang Liu, Akihiro Kushima, Sulin Zhang, Ting Zhu*, Ju Li*, and Jian Yu Huang*,  In  Situ  TEM  Experiments of  Electrochemical  Lithiation  and Delithiation of  Individual Nanostructures,  Advanced Energy Materials,  2012 (Invited Review) 
[18] Xiao Hua Liu, Li Zhong, Shan Huang, Scott X. Mao, Ting Zhu*, Jian Yu Huang*, Size dependent fracture of silicon nanoparticles during lithiation, ACS Nano, 2012
[19] Li Qiang Zhang,  Xiao Hua Liu,  Yang Liu, Shan Huang,  Ting Zhu*, Liangjin Gui,  Scott X. Mao, Zhi Zhen Ye, Chong Min Wang, John P. Sullivan, Jian Yu Huang*, Controlling the Lithiation Induced Strain and Charging Rate in Nanowire Electrodes by Coating, ACS Nano, 2011
[20] Li Zhong, Xiao Hua Liu, Chong Min Wang, Guo Feng Wang, Scott X. Mao, Jian Yu Huang*, Multiple-stripe lithiation mechanism of individual SnO2 nanowires in a flooding geometry, Phys. Rev. Lett, 2011