童葉翔教授簡介
童葉翔，中山大學化學學院教授、博士生導師，兼任廣東省表面工程協會理事和廣州市電鍍協會理事、中國化學會化學教育委員會委員、《大學化學》編委、廣東省稀土協會理事、中國有色金屬學會冶金物理化學學術委員會委員、中國化學會電化學專業委員會委員、廣東省化學會秘書長；目前主要研究方向為納米能源材料與新能源器件，包括納米過渡金屬氧化物、納米半導體材料、光催化和電催化材料、光電化學、超級電容器和鋰離子電池等；2013年1月至2018年5月以來以通訊作者身份在國外重要學術刊物上發表SCI收錄論文100餘篇，其中IF > 10的論文20餘篇，包括Nat. Commun.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.等；SCI他引次數超過18,000餘次，H-index為73；42篇論文入選ESI - Highly Cited Papers，獲授權國家發明專利6項；2017年入選科睿唯安“全球高被引科學家”和愛思唯爾“中國高被引作者”；培養博士生7名、碩士生5名；2015年作為第一完成人獲廣東省科學技術成果一等獎，2017年作為第二完成人獲廣東省科學技術成果一等獎。
童葉翔教授課題組近年來代表性的成果包括：
（一）雙核殼結構電極材料用於高能量密度柔性鋰離子電池
柔性鋰離子電池（FLIBs）的設計不僅取決於電極材料，還取決於整個電池設備的重量。然而，柔性基底的低容量及其與活性電極材料之間的不良相互作用導致電池整體表現出低能量密度。造成鋰離子電池低能量密度的主要原因之一是活性材料（特別是過渡金屬化合物和合金材料）必須生長在低比表面積和低容量的柔性基底，如碳布（CC）和Ti片上，活性物質的重量相對較低、基底材料重量較高，使柔性電池整體總重量過高，表現出低能量密度，因此需要具有較輕質量的柔性基底，同時還要改進基底材料的儲能性能，使其具有較高的能量密度。
童葉翔教授課題組與廣州大學的劉兆清副研究員合作，通過水熱法在改性碳布得到NiCo2O
4與多孔碳布相結合的一體化電極材料。理論計算和原位拉曼分析用於研究柔性基底上鋰離子嵌入的路徑和容量貢獻。在此基礎上，他們獲得了高載量下高能量密度（314 Wh•kg-1）的全柔性鋰離子電池（總重量為281 mg），具有出色的柔韌性和良好的儲能性能，為未來的便攜能源開啟了新的方向。相關工作發表於Energy Environ. Sci.（Energy Environ. Sci., 2018, 11, 1859）。（二）304型不鏽鋼網基電分解水析氫、析氧催化電極：廉價、質優、性能超群
隨著近年來化石能源的日益消耗以及環境問題的逐漸惡化，能源危機迫在眉睫，新型可持續能源的需求也與日俱增。而電催化分解水產生氫氣能源的技術成為有望帶領人類走出這一困境的有效途徑之一。但是，由於電催化分解水活性電極多為貴金屬或貴金屬氧化物（如析氫催化電極鉑和析氧催化電極二氧化銥），因而其居高不下的造價成本成為阻礙這一新興技術大規模應用的問題。如何在保證電極材料具備高性能的前提下，發展其他低廉的活性電極是當下電分解水能源轉化領域的研究熱點之一。
童葉翔教授課題組報道了一種以304型不鏽鋼網為原材料，製備具有高比表面積和氮或磷原子摻雜的電分解水催化電極的方法，系統地研究了剝離腐蝕以及氮、磷原子的存在對樣品電化學析氫析氧性能所造成的影響，並對其中各樣品的物相組成進行了深入的分析，從而成功設計組裝出具備媲美貴金屬或貴金屬氧化物性能的電分解水能源轉化裝置。所製備的電極同時具有價格低廉、性能穩定的特點，可為電分解水研究領域的科研工作者提供參考，推進電解水能源轉化技術的應用。該工作已發表於
Adv. Mater.（Adv. Mater., 2017, 29, 1702095）。（三）界面調控增強鋰離子儲能系統性能及其機理研究
過渡金屬化合物由於具有高理論容量，已被公認為替代傳統石墨烯具有前途的電極材料。然而，該類材料也面臨著各種問題，如氧化物/羥基/硫化物的導電性差、氮化物的結構穩定性差等。在開發新型電極材料的過程中，人們已發現多種可改善儲能器件性能的策略，然而，人們對這些策略具體機理的研究卻鮮有報道。因此，童葉翔教授課題組以鎳基化合物為例，提出一種界面調控增強鋰離子性能的機理研究。通過在氨中將氮化鎳基前驅體硫化，製備出一種新型的Ni3N@Ni3S2納米片，並將其用於鋰離子電池的陽極材料。獨特的Ni3N@Ni3S2 雜化納米片由大量Ni3N和Ni3S2之間的界面組成。受Ni3N和Ni3S2相界限的影響，Ni3N具有較高的贗電容性能，Ni3S2具有良好的擴散控制性能，Ni3N和Ni3S2電極表現出優於原始Ni3N和Ni3S2電極的優異性能和倍率特性。Ni3N和Ni3S2（即n-p）異質結的邊界提供了額外的活性位點，導致儲鋰性能改善。此外，在整個電極系統中，Ni3N作為支撐體可以有效地緩解Ni
3S2的體積膨脹和粉碎，促進電子傳輸，增強電容效應並提高速率性能。Ni3S2還作為分散在Ni3N界面內的穩定劑，以保持整個結構的穩定性，並有助於擴散控制能力。他們通過構築複合材料及其界面晶格失配以提供更多的活性位點，可將不同材料的優點組合在一起，使複合材料在能量儲存領域表現出突出的性能。這一成果已發表在Adv. Energy. Mater.（Adv. Energy. Mater., 2017, 4, 1301624）上。
（四）基於表面等離子體共振效應、利用可見光加速化學反應的機理研究
高效利用太陽光能一直是當前世界經濟發展中急需突破的技術領域之一。而具有表面等離子體共振效應的金屬納米粒子可以吸收可見光，並將其轉化為化學能，加速化學反應的進行。在這一過程中，表面等離子體共振效應會同時產生光熱效應以及光電催化效應，而這兩種效應目前仍然難以定量檢測。因此，研究表面等離子體共振效應、利用可見光催化化學反應的機理以及定量測定其中的光熱效應和光電催化效應對於這一技術的實際應用具有重要的理論和現實意義。
童葉翔教授課題組對這一課題進行研究並取得了突破性的進展。他們通過合成以金為核、修飾鉑的複合納米光電催化材料，實現了表面等離子體共振協助增強的光電催化反應。這種催化材料可以通過表面等離子體共振效應吸收可見光，使其催化活性提高近3倍。他們同時將電化學方法與表面增強拉曼光譜結合，解決了光電催化反應中光熱效應和光電效應貢獻比例難以量化的問題，建立了光電催化中熱效應和光電效應定量計算的方法，為複合納米光電催化材料的合成及表面等離子體共振協助增強的光電催化反應提供了理論依據。該研究成果已發表在Angew. Chem. Int. Ed.（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 11462）上。
導師介紹
童葉翔
http://www.x-mol.com/university/faculty/15345
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