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院士介绍

吴明红

吴明红(1968年-),女,俄罗斯工程院外籍院士、俄罗斯自然科学院外籍院士、中国工程院院士。上海大学副校长、研究生院院长。国家自然基金委专家评审组成员、上海市学位委员会学科评议组成员、中国环境科学学会特邀常务理事、中国核学会核技术应用分会常务理事、上海市教育系统劳模协会副会长。获国家杰出青年科学基金、国务院政府特殊津贴。长期从事辐射技术应用于环境保护领域中的基础理论与工程应用研究。先后获国家光华工程科技奖1项、上海市自然科学一等奖1项、上海市高等教育教学成果特等奖1项、上海市科技进步二等奖3项、国家自然科学二等奖1项、广东省科学技术一等奖1项。出版学术专著3部,获得国家发明专利授权30多项。

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02/23
2024

吴明红校长参加福州市可持续发展暨企业家大会并作主题发言

来源:福州大学党委宣传部 福州大学官方微信团队

2月20日,福州市可持续发展暨企业家大会召开,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻落实中央和省委经济工作会议精神,按照省委书记周祖翼在民营经济代表人士座谈会上讲话要求,动员全市上下全力推动城市可持续发展,掀起加快建设现代化国际城市的新热潮。省委常委、市委书记林宝金出席并讲话。市长吴贤德通报福州经济社会发展情况,并发布政策清单。福州市可持续发展暨企业家大会在海峡国际会展中心举行会上,市政府副市长、市工商联主席林治良宣读《致全市企业家倡议书》。中国工程院院士、福州大学校长吴明红与驻榕央企、省属国企以及来自福州市各行各业的一二三产龙头企业、专精特新“小巨人”企业代表等共同参会,围绕市校融合发展、现代产业体系建设、科技赋能产业支撑、夯实可持续发展根基、金融赋能实体产业等作精彩发言。吴明红校长作主题发言校长吴明红院士在主题发言中表示,福州大学将加快集聚一批能够引领科技前沿发展,攻关重大科学问题,解决卡脖子技术难题的科技领军人才,加快集聚一批学术基础扎实、创新潜力大的青年才俊,助力福州市加快成为世界重要的人才高地,以高层次人才赋能城市的可持续发展。福州大学党委宣传部福州大学官方微信团队编辑:徐世杰来源:党委宣传部责编:包玉兰审核:许志铭

02/22
2024

院士、企业家代表齐聚一堂 畅谈可持续发展新图景

来源:福州晚报

本届福州市可持续发展暨企业家大会的“重头戏”,是院士、企业家的沟通交流环节。八位代表根据各自所在的行业,结合自身情况,对福州可持续发展提出建议。中国工程院院士,福州大学党委副书记、校长吴明红说,未来,福州大学将结合福州产业发展布局和学校学科优势,积极在全球范围内选才引才育才,加快集聚一批具有国际学术影响力、能够参与国家战略发展的战略科学家,加快集聚一批能够引领科技前沿发展、攻关重大科学问题、解决卡脖子技术难题的科技领军人才,加快集聚一批学术基础扎实、创新潜力大的青年才俊,助力福州市加快成为世界重要的人才高地,以高层次人才赋能城市的可持续发展。“我们正积极承接国家级现代农业产业园(鳗鲡)建设项目,布局鳗鱼全产业链。此外,天马科技在福清兴建的全球最大的烤鳗食品超级工厂已于2024年正式投产,将打造全球最大的鳗鱼食品生产基地。”福建天马科技集团股份有限公司董事长陈庆堂说,作为实体民营企业,天马科技将为中国海洋经济发展树立典范,助推“海上福州”建设。万华化学(福建)有限公司董事长寇光武表示,公司将充分利用区域优势条件,甄选最具竞争优势的石化工艺路线,打造绿色、低碳高质量发展产业园。未来三年,主要产品MDI、TDI、PVC的产能将大幅提升,同时加快万华福建东区外资、内资招商,引进高端聚烯烃技术,实现高端材料国产化替代,构建全新的万华石化发展业态。“在福州,奇瑞、东南的合资项目,实现了当年建设、当年投产,投产即达产、达产即满产的‘福州速度’,产品得到了全球用户的认可。”东南(福建)汽车工业股份有限公司总经理温强康说,2024年,东南汽车作为福州本土企业,将加快融入福州本地汽车产业,与福州各界及相关产业携手发展。福建星云电子股份有限公司董事长李有财说,今年,星云电子股份将积极开发适用于电动船舶的新型充电解决方案,并开发围绕“光储充检”充电基础设施的变流器、超充桩等核心技术产品。同时,以先进制造业和现代服务业的融合为指引,创新提供锂电池第三方检测服务新业态,持续扩大业态规模,成为国内规模最大的锂电池第三方检测服务平台。永辉超市股份有限公司CEO李松峰说,零售业是传统行业,是变革的行业,也是可持续发展的行业。在当前形势下,永辉用动态的眼光看待发展,顺应时代推动企业转型,提出“科技永辉”发展战略,坚持融合发展理念,积极推动线上线下融合发展。福建省投资开发集团有限责任公司董事长王非说,将大力弘扬企业家精神,以自我奋斗的确定性穿越不确定性周期,更好应对国内外复杂形势,践行社会责任、创造社会价值。福州左海集团党委书记、董事长毛祚财说,左海集团积极服务建设福州都市圈、积极落实制造强国战略、积极践行绿色发展理念、加快铸造交通纽带、积极助力产业发展、努力筑就幸福生活。借本届大会的机会,左海集团诚邀各位企业家朋友共赴一场可持续发展未来之约,共筑发展大道、共赢产业成长。记者 江海 梁凯鸿

02/22
2024

找准角度 加快速度 亮出态度 ——从三个维度看福州市可持续发展暨企业家大会

来源:福州日报

人勤春来早,奋进正当时。榕城大地上,一场奔赴可持续发展新高地、积蓄未来发展新势能的接力赛正按下快进键。站在新起点,如何加快谱写建设现代化国际城市新篇章?昨日,福州市可持续发展暨企业家大会在海峡国际会展中心举行,政府部门负责人、院士代表、企业代表、高校及科研院所代表等千余人齐聚一堂,凝聚新共识、拿出新举措、探索新路径,宣示“开局就是决战,起步就要冲刺”的坚定决心,吹响新一年全力拼经济、促发展的冲锋号。找准角度:践行可持续发展如今,可持续发展已成为福州时兴的发展理念。在探索与实践中,企业也各有角度。“福州是一座开放包容的城市、一片创新创业的热土,在这里能感受到服务项目的热情、先行先试的魄力,能看到无限的发展空间。”福建省投资开发集团董事长王非介绍,近年来,企业聚焦省之大计,累计在福州投资926亿元,包括在连江投放全国首台半潜式渔旅融合深海养殖装备,推动海水养殖向生态集约型转变,抢占生态先机;在永泰建成福建省属首个抽水蓄能电站,获得全国首张独立储能电站电力业务许可证,不断把生态优势转化为产业优势。王非表示,未来企业将围绕节能环保、清洁能源等绿色产业,铁路、天然气等基础产业以及海洋牧场、绿色金融体系,构建信息共享、资源共享、成果共享的发展共同体。奇瑞东南合作项目是福州全市上下关心的重点项目,实现当年建设、当年投产,投产即达产、达产即满产的“福州速度”,产品得到全球用户的认可。面对福州可持续发展的浪潮,站上企业代表发言的讲台,东南(福建)汽车总经理温强康分享了他的思考,“新的一年,我们将坚持品牌向上,不在内卷市场中搞恶性价格战,要给品牌做加法,提高品牌含金量,也要让东南汽车品牌的每一款产品都有不错的造型设计和基础功能,能够持续为全球用户创造独特的产品体验、用户价值,让包括东南汽车在内的众多品牌长期持续地被需要、被选择、被启发。”作为市属国企新一轮改革以来首家资产过千亿的企业,福州左海控股集团也积极融入福州可持续发展城市建设。左海集团董事长毛祚财介绍,左海集团正加快电池利用回收、新能源车拆解等循环经济业务拓展,加强生态选线选址,推广公路沥青、路面冷热再生等“四新”及节能技术,助力可持续发展。加快速度:培育新质生产力如果说高质量发展是一场登山赛,引领未来的新质生产力则是当之无愧的制高点。谁能抓住机遇加快速度先行攀登,谁就能占得先机、赢得优势,掌握竞争和发展的主动权。“当前新能源汽车、储能行业面临新的挑战与机遇,总体来说行业完成了满足市场基本需求的任务。进入竞争更加激烈的后半程,需要通过技术创新、产品竞争力提升,实现创造甚至引领市场的需求。”福建星云电子董事长李有财表示,作为装备制造企业,星云电子积极打造具有创新力的近700人研发团队,新的一年将积极为产品技术创新提供有力支撑。李有财介绍,一方面,星云电子将以技术创新为抓手,积极开发适用于电动船舶的新型充电解决方案,开发围绕“光储充检”充电基础设施的变流器、超充桩等核心技术产品;另一方面,以先进制造业和现代服务业的融合为指引,创新提供锂电池第三方检测服务新业态,持续扩大业态规模,成为国内规模最大的锂电池第三方检测服务平台。此外,以数字技术创新为支撑,积极引入人工智能、大数据等数字技术,为电池检测、设备运维、智慧能源管理平台赋能。人是生产力中最活跃的因素,也是最具有决定性的力量。加快形成新质生产力,归根结底要靠创新人才。中国工程院院士、福州大学校长吴明红表示,福州大学将结合福州产业发展布局和学校学科优势,积极在全球范围选才引才育才,加快集聚一批具有国际学术影响力、能够参与国家战略发展的科学家,加快集聚一批能够引领科技前沿发展、攻关重大科学问题、解决“卡脖子”技术难题的科技领军人才,加快集聚一批学术基础扎实、创新潜力大的青年才俊,助力福州加快成为世界重要的人才高地。亮出态度:坚定发展信心谈成绩、话发展,福州市可持续发展暨企业家大会上,企业代表们在“比拼”过去一年取得的发展成果之余,也亮出态度——新的一年,坚定发展信心,展现榕企担当。20多年来,本土企业永辉超市牢牢扎根福州,努力做大做强总部经济,发展成为全国性零售龙头企业。2023年永辉超市在全国29个省份已有超1000多个大中型超市,线上注册会员超1亿人,拥有10万多名员工,在福州缴纳税费近4亿元。“零售业是传统行业,是变革的行业,也是可持续发展的行业。”永辉超市首席执行官李松峰介绍,近期国家商务部公布,2023年全国社零总额达到47.1万亿元,消费对经济增长贡献率达82.5%,“这个数据意味着,中国拥有巨大的消费市场。抓住存量市场,这是中国零售行业得以生存和可持续发展的动能,也是我们坚定发展信心的基石。”作为化工龙头企业的领导人,万华化学(福建)董事长寇光武也坚定地传递出新一年的发展信心:“2024年,万华化学要加快福建西区项目技改优化,未来三年每年保持高速增长;加快万华福建东区招商,构建全新的万华石化发展业态,带动一批产业在福州崛起,助力福建化工产业腾飞。”春日奋起,未来可期。春天不会辜负每一颗积蓄力量、向上生长的种子,历史也不会辜负创新者、奋斗者。全市上下将永葆闯的精神、创的劲头、干的作风,跑起来、抢时间、争一流,以龙腾虎跃、鱼跃龙门的干劲闯劲,拼出高质量发展新图景,掀起加快建设现代化国际城市新热潮。本报记者 颜澜萍 冯雪珠

01/26
2024

宁德时代新能源科技股份有限公司一行来校洽谈合作

来源:福州大学新闻网 研究生院

融媒中心讯/1月24日上午,宁德时代新能源科技股份有限公司(简称“宁德时代”)研发体系联席总裁、21C创新实验室常务副主任欧阳楚英一行来校洽谈合作。福州大学校长吴明红院士、副校长郭文忠教授出席座谈交流会。吴明红校长对欧阳楚英一行表示欢迎,对宁德时代长期以来给予学校事业发展的支持和关心表示感谢,并介绍了学校建设发展情况。她表示,福州大学的学科优势、人才优势、成果优势与宁德时代的发展需求高度契合,双方拥有良好的合作基础,希望未来双方能发挥各自优势,聚焦关键领域“卡脖子”问题,共同构建特色鲜明的卓越工程师培养体系,联合培养工程技术创新创造能力强、善于解决复杂工程技术难题、扎根工程实践和生产一线的卓越工程师,共建卓越工程师学院。吴明红校长介绍学校概况欧阳楚英感谢福州大学对宁德时代的大力支持,感谢多年来福州大学为公司输送的大批优秀人才。他表示,双方在多领域开展了合作,有紧密的合作契合点,公司未来的发展需要福州大学的人才与技术支持,希望未来双方的合作更加广泛、更加紧密,共同构建卓越工程师培养新体系,共同为新能源事业高质量发展贡献力量。欧阳楚英介绍公司概况在校期间,欧阳楚英一行参观了先进控制技术研究中心、新能源材料与工程研究院、先进材料技术福建省高校重点实验室、福州大学国家大学科技园等。调研交流现场宁德时代相关业务部门负责人,我校研究生院、化学学院、化工学院、材料科学与工程学院、计算机与大数据学院等单位负责人和教师代表参加活动。(方昱婷)

01/23
2024

坚持一张蓝图绘到底 陈国龙书记、吴明红校长一行赴福州市座谈交流市校合作并签署福州市人民政府与福州大学战略合作协议

来源:福州大学新闻网 党政办 科技开发部

融媒中心讯/1月21日上午,省委常委、市委书记林宝金,市长吴贤德与福州大学党委书记陈国龙、校长吴明红院士一行在于山堂座谈,双方就深化校地合作进行深入交流,并签署福州市人民政府与福州大学战略合作协议。福州市领导张定锋、黄建雄、朱训志、孙晓岚、吴一,校领导张星、黄身勇、王心晨、郭文忠、夏帆、卢孝强参加。林宝金书记、吴贤德市长代表市委市政府对福州大学长期以来给予的大力支持表示感谢。他们说,习近平总书记高度重视省会福州与福州大学的校地合作,1995年5月12日,时任福州市委书记的习近平同志就在这里亲自出席市校双方共建合作协议签约仪式,为校地合作明确了思路理念和发展方向。今天,我们再次重温和传承习近平总书记当年开创的重要理念和重大实践,推动校地新一轮战略合作,对于建设一流大学城、做大做优做强省会、助力福建高质量发展具有重大意义。希望校地双方认真按照省委省政府部署要求特别是省委书记周祖翼、省长赵龙的有关指示精神,充分发挥各自优势,健全对接沟通机制,推进政产学研深度融合,携手共建现代化国际城市和一流高水平大学。座谈交流陈国龙书记、吴明红校长代表福州大学对福州市委市政府和福州人民长期以来给予福州大学事业发展的大力支持表示感谢,并强调福州大学是以“福州”命名的大学,是福州人民的大学,要为福州市的高质量发展做出应有的担当和突出的贡献。双方开展市校合作是赓续习近平总书记在榕在闽工作的宝贵思想财富的实践延续,是贯彻落实科教兴国战略、创新驱动发展战略、人才强国战略,推进“科技、教育、人才”一体化发展的重要行动。现阶段福州大学进入了“双一流”建设新的快速发展阶段,学校将进一步充分发挥学科、科研及人才集聚等优势,围绕“转化高地、人才高地、创新高地”,加强学科对接产业力度,提升人才支撑硬度,拓展科技赋能广度,引进更多创新大人才、大团队,搭建更多“国”科大平台,建设五个创新型产业研究院、共建国家大学科技园,打造大学城联合研究生院标杆,高起点、高站位、全方位推动创新链、产业链、人才链、政策链的深度融合,让福州大学的高质量发展成为福州市可持续发展的强劲支柱。福州大学必将是福州建设现代化创新型国际城市的一张最亮丽的名片。签约仪式据悉,2023年是福州市与福州大学第三轮战略合作的收官之年,在这轮五年合作期间,福州大学重点围绕福州“多区叠加”战略布局、滨海新区建设与支柱产业和福州大学“双一流”建设,创新合作机制,重点在科技创新与转化、人才引育、创新平台建设、国家大学科技园建设、与闽江学院共建等方面展开了深入的合作,高标准、超预期的完成了第三轮市校合作任务,为福州市建设创新型省会城市做出了“福大贡献”。

12/28
2023

福州大学召开领导干部会议宣布省委决定 吴明红任福州大学校长

来源:福州大学新闻网 党政办、组织部

融媒中心讯/12月27日,福州大学召开全校领导干部会议,宣布省委决定:付贤智同志由于任职年龄原因不再担任福州大学党委副书记、校长职务,吴明红同志任福州大学党委副书记、校长。省委常委、组织部部长邢善萍出席会议并讲话。邢善萍指出,这次人事调整,是省委着眼我省高等教育改革发展大局和福州大学建设发展需要,经过通盘考虑、择优比选、慎重研究后作出的决定。近年来,福州大学始终牢记习近平总书记提出的建设“东南强校”的办学目标,以“双一流”建设为抓手,落实立德树人根本任务,不断深化教育综合改革,持续推动内涵式高质量发展,各项事业不断取得新成绩。这些成绩的取得,根本在于习近平新时代中国特色社会主义思想的科学指引,是省委省政府有力指导和关心支持的结果,是学校历届领导班子团结带领广大干部师生员工接续奋斗的结果。希望大家把思想和行动统一到省委的决定精神上来,带头讲政治、顾大局、守纪律,自觉维护福州大学良好的发展局面。邢善萍强调,福州大学是我省人才培养、科技创新、成果转化的重要阵地,在全省发展大局中具有重要地位。全校广大党员干部和师生员工要始终牢记总书记殷切嘱托,认真学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,坚持以党的创新理论指引办学治校,全面落实党的教育方针,深入实施“深学争优、敢为争先、实干争效”行动,早日实现“建成具有若干世界一流学科的国际知名高水平大学,成为世界一流的东南强校”的建设目标。要落实立德树人根本任务,坚持为党育人、为国育才,着力培养在现代化建设中可堪大用、能担重任的栋梁之才。要主动适应高等教育新发展阶段要求,坚持走高质量、内涵式发展道路,努力提升学科建设质量和自主创新能力,积极服务和融入中国式现代化福建实践。要坚持和加强党的领导,把党建工作作为办学治校的重要保障,落实全面从严治党责任,强化党的基层组织和干部队伍建设,以高质量党建引领学校高质量发展。省委教育工委书记,省教育厅党组书记、厅长叶燊主持会议。陈国龙、付贤智、吴明红同志分别在会上作表态发言。学校领导班子和中层干部参加会议。

08/15
2023

吴明红|新晋女院士|“阴差阳错”误入上大,34岁成为最年轻的女博导之一

来源:科普青岛

吴明红有一份在外人看来十分耀眼的简历:28岁读完博士、30岁被聘上副教授并担任上海射线应用研究所所长,34岁就成为教授和当时中国最年轻的女博导之一,45岁担任211重点大学的副校长。前不久,她又当选为中国工程院院士,这一年,她53岁。但了解她背后的故事后就会发现,这些耀眼的标签对于她 —— 一个专心致志搞科研的人来说,也是一种水到渠成。“阴差阳错”误入上大吴明红1968年3月出生在浙江东阳。她的科学启蒙来自于课本上那些大科学家。她曾在采访中回忆说:“从小就听一堆科学家的故事,牛顿、爱因斯坦、居里夫人……觉得科学家都好伟大。当然,最崇拜的是居里夫人,她也是做放射化学、核物理和核化学的,所以当时就对这一块就一直有非常向往、非常好奇。”进入高中后,吴明红的目标只有一个——中国科技大学,因为那里有她的“偶像”居里夫人的专业——核物理。她的成绩一直都很好,尤其是理科。1985年考大学填志愿时,她毫不犹豫地填报了中科大的核物理专业。然而,就在要上交志愿表之前,吴明红正巧又翻看到有一个“上海科技大学”(后于1994年并入新组建的上海大学),而且也有核技术应用专业。她不知这两所学校的关系,便去问老师,老师很肯定地跟她说:“这个学校就是中科大在上海办了一个分部。”吴明红心想:“正巧……离家还近点。”于是吴明红就这样阴差阳错,稀里糊涂地考进了上海科大。但入学后的巨大反差令吴明红情绪低落,甚至一度有点自暴自弃,因为当时的上海科大并未在知名大学之列,而且一个是国家部署院校,而另一个是地方院校。“什么都完了,怎么挑来挑去给弄成这样……”她后来甚至萌生了退学重考的念头。就在吴明红消沉的这段时间,系主任和班主任老师看出了她的心思。特别是班主任,跟她倾心交谈、给她鼓励。“人生的诸多困难和大小关口几乎都是可以选择放弃的,但如果这次选择了放弃,那么以后你的人生之路上还会有无数次放弃呢!”这使她很快重新找到了自己的定位,振作了起来。此后,她开始调整自己的心态,勤奋学习,成为了全系成绩最好的学生,总是拿最高的奖学金。本科三年级时,吴明红便参加了一般要到研究生阶段才能参与的射线应用研究所工作。此后,她被保送留校读研,又到中科院上海原子核研究所攻读博士学位。一次署名让她决定回国1994年,26岁的吴明红成了日本早稻田大学的访问学者,来到日本原子能研究所工作。日本原子能研究所有着优越的科研环境、充裕的科研经费、先进的仪器设备,这些都让吴明红兴奋不已。初到研究所,辐射化学研究室主任吉井文男没想到吴明红是一名如此年轻的女性,马上翻开她的简历,用怀疑的口气问:“这上面的许多科研项目都写着你是第一完成人,真的是你完成的吗?”面对质疑,吴明红并没有气馁,她相信工作成绩就是最好的回应。吴明红所在的课题组共有五名成员,其他四人都是日本学者。吴明红主动承担了课题中最艰苦也是最重要的敏感性水凝胶的合成实验及结果分析,这种合成实验一做就是好几十个小时。实验下来已是深夜,实验室早就没人了,黑灯瞎火,静得有些恐怖。但即便有时候心里害怕,她都不曾提早离开实验室。不到三个月,吴明红就摸索出了水凝胶敏感性的各项实验参数和条件,项目提前完成并成功申请了日本专利。速度之快,效果之好,大大超出了日方的预期,吉井文男不由地对她竖起了大拇指,赞叹说:“你就是我们要找的人!”为此,研究所还给她颁发了留学人员贡献奖。日本原子能研究所希望跟她签定协议,相应的岗位都已经落实好,可是吴明红的内心却产生了矛盾,“一方面,日本有这么好的、优越的环境条件;另一方面,因为这些科研背景、科研条件、科研经费,所有这一切都是日方提供,所以日方讲得很讲清楚,我个人可以署名,但国内单位不得署名。”作者所属单位必须是日本原子能研究所。她当时想:“为什么上海科大就不能署名,这一点我当时是不能接受的。假如是不强调产权归属,不强调署名,也不强调单位,那么也就等于前面国家培养我的,或者说学校培养我的这一切一切,因为日本条件好,就把自己所有的精力都给日方了。”于是,吴明红拒绝了日方邀请,果断回国。再难的事也要去做她经历的最困难、最难熬的一段日子:在第一次去日本前后的那个阶段,由于当时国内研究条件不足,大部分实验还要跨校到华东理工大学去做。当时汽车少,她和同事只能自己拎着一大堆瓶瓶罐罐的化学品倒腾几趟公交车。天热的时候,化学试剂的气味挥发难闻,常会引起公交车的“公愤”。车上的乘客你一言我一语,到处找哪边跑出来的浓烈“大蒜味”。然后,慢慢地目光聚焦到吴明红和她同事、学生几个小姑娘身上,她们只好装作若无其事,不敢吭声。此外,吴明红还一直在环境保护领域主动“跨界”创新。2004年,她带领团队利用电子束高能辐照降解,将难以降解的、持久性的污染物的稳定化学结构打断,最终转化成二氧化碳和水。基于该研究,她在国际上首次揭示和阐明难降解污染物的辐射降解机制,达到国际领先水平,为环境的综合治理以及土地、水资源综合开发和利用等提供了科学依据,相关成果被广泛应用于钢铁,冶金、造纸等行业。由于在难降解有毒污染物治理方面的贡献,吴明红获得2006年国家自然科学二等奖。2012年,她以“核技术环保应用”研究成果获得中国工程院光华工程科技奖,并当选为俄罗斯工程院、自然科学院外籍院士。2017年,她又带领团队在石墨烯这个“诺奖级”领域取得重大突破,研究成果《通过离子控制石墨烯氧化膜层间距实现离子筛分》在《自然》杂志上发表。该成果在国际上首次提出可通过溶液中的离子精确控制石墨烯氧化膜的层间距,控制精度达十分之一纳米。2019年1月,吴明红牵头完成的“石墨烯微结构调控及其表界面效应研究”获国家自然科学奖二等奖。吴明红不仅善于开拓新的科研方向,也积极推动国家自然科学奖成果走出实验室,应用于产业实际,让科技造福更多人。她和团队研制的碳基工程材料应用在环境多介质复合污染治理工程领域,助力重污染企业减排,为国家和地区经济社会发展守护绿水青山。不止于此,她的科研成果转化方向还包括新兴的新能源节能减碳领域。吴明红常对学生们说:“不要把卓越看得那么伟大,这样会产生不应有的距离感,其实卓越的机遇就在我们身边,卓越的道路就在我们的脚下。在平凡的岗位上,也会收获不平凡的果实,只要我们试一试,跳一跳,就能摘到它。”

07/01
2023

4万字!上海大学吴明红院士/上海理工大学吴超教授顶刊Chem. Soc. Rev.综述!

来源: 高分子科学前沿

【研究背景】新能源的快速发展要求电池兼顾高能量密度和高安全性。相比易燃易爆且有毒性的有机电解液,无机固态电解质具有不可燃性、优秀的热稳定性、较高的离子电导率和良好的机械性能,有希望助力实现高比能且安全的钠金属固态电池。然而,钠离子固态电解质的开发仍然具有挑战性,完美的解决方案尚未实现,主要是由于其较低的室温离子电导率和一系列电解质-钠金属负极界面问题。深入理解这些问题的底层机理并设计有针对性的改性策略,是得到理想固态电解质和实现高能量密度且安全的钠金属固态电池的重要前提。【文章简介】近日,来自上海大学的吴明红院士联合上海理工大学的吴超教授,在英国皇家化学学会的国际顶尖期刊Chemical Society Reviews(影响因子>60)上发表题为“Recent progress and strategic perspectives of inorganic solid electrolytes: fundamentals, modifications, and applications in sodium metal batteries”的综述文章。该综述文章通过全面汇总已开发的钠离子无机固态电解质材料,对多尺度下的钠离子传输机理关键因素和固态电解质与钠金属负极的界面兼容性进行解析,并提供出具有针对性的提高离子电导和界面优化的改性策略,总结了具有普适性的钠离子固态电解质研究指导。第一作者为黄嘉文。【图文导读】要点一:有机电解液在金属电池的隐患和无机固态电解质的优势钠离子电池被认为是与锂电在能量密度和成本之间有一个公平权衡的最突出的替代方案之一。钠资源在地壳中丰富并分布均匀,市场价格可以比锂电材料低几十到几百倍。与此同时,钠的标准电极电位(-2.71 V vs. SHE)与锂的电极电位(-3.04 V)类似,这保证了钠电可观的电池电压和能量密度(图1c)。图1.钠的资源分布和地壳丰度,以及与锂的固有特性对比为了进一步提高钠离子电池的能量密度,以金属钠为负极的钠金属电池(SMBs)引起了电池研究领域的重大兴趣。如图2所示,通过将其比容量和平台电压与钠电中其他常用负极材料进行比较,可以展示钠金属负极的优越性。室温钠金属电池的理论能量密度可以轻松超过1000 Wh/kg。图2.常见的钠离子电池负极和钠金属负极的对比但钠金属负极的使用通常伴随着低库仑效率、循环寿命差和令人担忧的电池安全性。由于金属钠的超高化学和电化学反应活性,有机电解液与钠金属之间的自发和不可逆反应会形成粗糙且低密度的固体电解质界面(SEI)层。这种不稳定的SEI层在无宿主金属负极的重复体积膨胀下容易受到破坏,不断消耗电解液和活性钠。更糟糕的是,不均匀的SEI层以及破坏后的表面裂纹会导致表面电场分布不均匀,从而导致不均匀的钠沉积。在钠剥离和镀层的重复过程中,即使在远低于临界电流密度(CCD)的电流密度下,钠的非均匀电沉积也会逐渐在不均匀区域上形成“针状”或“苔藓状”的树枝状物。一方面,在电池放电过程中,当钠从金属负极剥离时,这些钠树枝容易“熔化”并脱落,然后被困在SEI层中,与电极物质电绝缘,被称为“死钠”。这些在电解质/阳极界面附近分散的“死钠”会大大增加界面阻抗,并消耗可逆钠金属的数量,成为电池性能恶化的罪魁祸首。另一方面,由于一些尖锐的钠枝晶在电解液中不受控制地持续生长,受到“尖端效应”的影响,即强电场在其尖端周围集中,促进枝晶的进一步生长,它们最终会穿透聚合物隔膜并短路电池,引起热失控。这在钠金属电池中极为危险,因为金属钠阳极和高度挥发性和易燃性的有机电解液(OLEs)共存的情况下,故障的电池单元存在着起火甚至爆炸的风险。同时,在反复充放电循环中,正极材料在有机电解液的溶解加速并缩短寿命。此外,产气在使用有机电解液的钠金属电池中更加明显,可能增加泄漏风险并引起其他安全隐患。图3.使用传统有机电解液的钠金属电池面临的挑战固态电池(SSBs)可以被视为解决安全隐患的可行方案,同时也是提高能量密度的有效途径(图4)。不燃性的固态电解质可以保证电池的安全性,并且能够在更宽的温度范围内工作。使用电绝缘的固态电解质消除了隔膜的需求,从而减少了电池的非活性质量的尺寸并增加了能量密度。固态电解质具有高热稳定性和非流动性,还允许特定的电池单元几何设计,例如使用双极电极将单个电池单元直接堆叠在一个电池包中。与传统钠电中的并联连接相比,这种串联连接的双极堆叠可以有效减少非活性体积并增加电池单元的电压,以及实现更高的模块能量密度。一些固态电解质能够承受比有机电解液更高的电压,这使得通过采用高容量和高电压的正极材料,并减少正极溶解,可以在电池单元水平上实现更高的能量密度。图4. 传统钠离子电池和钠金属固态电池的结构和组成然而,尽管固态电解质具有令人着迷的特性,它们的实际应用受到一些主要挑战的阻碍,主要是由于较低的室温离子电导率和一系列钠金属负极/电解质界面问题。如何清晰地理解这些问题的机理并有针对性的进行改进,成为了发展高能量密度、高安全性钠金属固态电池的关键科学问题。要点二:揭示多尺度下的钠离子传输机理和受限条件在晶体固态电解质中,可移动的钠离子通常驻留在具有最低位能的晶格位点上,也称为基态位点,在骨架结构的间隙中。受电化学势的空间梯度驱动,它们克服能量屏障,并通过在基态位点和/或瞬态位点之间跃迁的形式,进行单离子或协同离子运动,实现离子扩散。在离子导体内,钠离子的传导特性涉及可移动钠离子沿着由骨架阴离子构建的互连迁移通道的连续长程运动,穿过晶粒内或晶界/界面。因此,即便在大体上来说,根据简化后的阿伦尼乌斯方程,固态电解质内的钠离子传导主要是由两个因素影响,即载流子浓度和载流子活动性,但是实际上钠离子传导是一个涉及多种机制和多尺度影响因素的复杂方程,例如原子相互作用、晶格缺陷、无序性、晶体结构、晶格动力学等,包括了受原子层面、晶体结构层面、微观结构层面上不同的限制条件的影响。(1)钠离子传输在原子层面上的机理主要分为空穴机制、间隙机制、和推填机制,其中空穴机制和间隙机制是单离子跳跃的方式,而推填机制本质上是多离子的协同移动。这些机制的运作和离子所处的位能和局部环境息息相关。图5.钠离子在原子层面上的迁跃机制图6.钠离子迁移能图谱,包括单离子跳跃机制和协同移动机制(2)为了在固态电解质中实现长距离的迁移,钠离子在晶体结构层面上的传输机理同样重要。钠离子长距离连续迁移的难易程度主要取决于它们在迁移路径中的局部环境变化,同时受到了包括来自静态结构因素和动态结构因素的双重影响,比如移动性阳离子在迁移过程中与晶体材料非移动性阴离子骨架之间的作用力或是晶格动力学的加持。图7.钠离子迁移在晶体结构层面受到的影响因素(3)在微观结构层面,钠离子的传输相比上面说到的层面即只考虑离子在晶胞内的移动,还多了来自于多晶材料中不可避免的微观缺陷的影响,比如空孔、裂纹、和晶界。即便是完全相同的成分构成和晶体结构,这些微观缺陷可能会造成多晶材料中晶胞内电导率和总电导率表现出几个数量级的差距。要点三:固态电解质/钠金属负极界面兼容性由于一些固态电解质已经在室温下表现出足够高的离子导电性,全电池性能的限制因素转移到了固态电解质和电极之间的相容性上,即两种材料在它们的界面上能够无显著退化或失效地共同工作的程度。由于固态电解质一直被认为是高能量密度钠金属电池的最佳和终极解决方案,它们与金属钠负极的界面相容性是另一个非常重要的指标,这主要包括几个方面的贡献,即化学和电化学稳定性(热力学稳定性)、SEI层的形成(动力学稳定性)以及固-固界面的物理接触。换句话说,界面相容性的问题可以描述为界面的稳定性和界面阻抗。一个固态电解质材料的理论电化学稳定窗口可以用能带间隙来表示,即从其价带的顶部到导带的底部的距离,对应着有机电解液材料中的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道。但是在实际的使用过程中,固态电解质的稳定窗口可能会和理论稳定窗口有着或高或低的一定的差距,被称为固态电解质的“真”电化学稳定窗口。我们认为,更宽的“真”稳定窗口来源于固态电解质在理论上电化学不稳定的区间内原位形成了稳定的SEI层,保护了电解质与负极界面,而比理论电化学窗口更窄的“真”稳定窗口通常发现于硫化物固态电解质中,这是因为不合理的测量方式和具有迷惑性的结果使得它们的电化学稳定窗口通常被大大高估了。另一方面,固态电解质与钠金属负极间的界面兼容性受到了界面阻抗的影响,这来源于钠金属在固态电解质表面的初始润湿和在后续沉积剥离过程中的物理接触。因为大多数无机固态电解质相较电解液或聚合物电解质更为坚硬,界面接触和阻抗的问题尤为明显。图8.钠离子固态电解质的电化学稳定窗口与几种常见的钠金属负极/固态电解质界面和界面接触要点四:材料研究的最新进展和具体机理、改性方法、和电池表现·氧化物:Beta-alumina、NASICON等·Ion conduction mechanisms and modification·Na metal compatibility and interfacial engineering·硫化物:Na3PS4、Na11Sn2PS4、Na7P3S11、Oxysulfides等·Ion conduction mechanisms and modification·Na metal compatibility and interfacial engineering·卤化物:Na3MX6等·Ion conduction mechanisms and modification·Na metal compatibility and interfacial engineering·反钙钛矿:X3BA 等·Ion conduction mechanisms and modification·Na metal compatibility and interfacial engineering·硼氢化物:Na2(BnHn) 等图9.元素掺杂策略改性的NASICON固态电解质离子电导率和活化能图10.几种对于Na3PS4固态电解质常见的界面工程策略要点四:具有普适性的钠离子固态电解质发展策略设计超高离子电导率材料:引入高浓度的移动载流子,如空穴和间隙通过相似的位能和局部环境构建等能的钠离子传输通道激发协同机制的离子传输削弱移动钠离子和阴离子骨架结构之间的作用力诱使晶格无序和结构受挫减弱晶界效应设计桨轮机制促进的离子传输调控界面工程达到截面稳定:通过计算筛选来研究固态电解质与钠金属负极的热力学稳定性降低电子电导率调控微观结构缺陷原位构建固体电解质截面层达到动力学稳定插入热力学稳定界面间隔层减少界面阻抗发展复合固态电解质【通讯作者简介】吴明红教授简介:现任上海大学党委常委、副校长、教授、中国工程院院士。上海大学“有机复合污染控制工程”教育部重点实验室主任,“多介质环境协同治理”上海市工程技术研究中心主任。长期从事环境与能源功能材料的基础研究和应用上,在Nature、Nature Chemistry等学术期刊发表论文200多篇,论文SCI他引26000多次,获国家发明专利65项,出版专著2部,自2019年以来,她连续被评选为全球高被引学者。曾荣获国家自然科学二等奖,上海市科技进步奖一等奖、上海市自然科学一等奖、中华环保联合会科技进步特等奖、中国工程院光华工程青年科技奖、上海市教学成果特等奖等多个奖项。2008年当选为俄罗斯工程院外籍院士,2010年获得国家杰出青年科学基金,2012年入选教育部长江学者特聘教授,2015年当选俄罗斯自然科学院外籍院士,2021年当选中国工程院院士。吴超教授简介:上海理工大学教授,博士生导师; 博士毕业于上海交通大学,其后在德国马普固体研究所 Joachim Maier 教授和余彦教授、澳大利亚伍伦贡大学窦世学院士课题组开展钠离子电池的博士后研究; 2017 年,作为 PI 组建独立研究小组,围绕高比能金属电池关键挑战展开全面系统的研究; 至今,发表 70 多篇 SCI 论文,总引用超过 10000 次(Google 统计),9 篇论文被选为 ESI 高被引论文,2 篇被选为热点论文,包括Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Nano Lett.、Energy Envion. Sci、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater、ACS Nano、Energy Storage Mater.、 Nano Energy等;获得了澳大利亚优秀青年基金、上海市“东方学者”特聘教授称号并受邀担任众多科研杂志编辑、 编委、青年编委和客座编辑,同时长期担任 Nat. Energy、Sci. Adv.、Nat.Commun. 等国际顶尖期刊的审稿人以及澳大利亚研究理事会等国家级项目的评审人。【第一作者介绍】黄嘉文简介:上海大学在读博士研究生,于美国华盛顿大学获得学士学位和硕士学位。目前主要研究集中在无机固态钠离子电解质、复合固态电解质、固态钠金属电池,以及其他高比能金属基电池。【文献信息】Jiawen Huang, Kuan Wu, Gang Xu, Minghong Wu, Shixue Dou, Chao Wu, Recent progress and strategic perspectives of inorganic solid electrolytes: fundamentals, modifications, and applications in sodium metal batteries, 2023, Chemical Society Reviews. https://doi.org/10.1039/D2CS01029A

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工作经历

国家自然基金委专家评审组  成员
上海市学位委员会学科评议组  成员
中国环境科学学会特邀常务理事、中国核学会核技术应用分会  常务理事
上海市教育系统劳模协会  副会长

工作业绩

"长期从事辐射技术应用于环境保护领域中的基础理论与工程应用研究,在辐射防护设计、污染检测分析及高效治理、环保功能材料研制等方向取得了一系列创新性成果。 创建了应用电子束辐照及纳米材料催化技术处理污染物的理论和方法,并成功实现了产业化。开辟了把系列无机和复合纳米材料应用于环境污染物检测的新领域,成功应用于大气污染和人体健康研究。 主持了包括国家自然科学基金重点项目、国家“十一五”科技支撑计划重点项目在内的15项国家及上海市重大项目研究工作,在辐射技术有效处理难降解有机污染物作用机理及应用、污染物检测分析、辐射场数值模拟应用以及辐射制备多功能智能材料等研究方面取得了一系列的创新性成果,并先后获国家光华工程科技奖1项、上海市自然科学一等奖1项、上海市高等教育教学成果特等奖1项、上海市科技进步二等奖3项、国家自然科学二等奖1项、广东省科学技术一等奖1项。出版学术专著3部,获得国家发明专利授权30多项,多项专利得到推广应用,建立了两个产学研基地,取得了良好的社会效益和经济效益。在Nature、Nature Chemistry、Nature Communications、Chemical Reviews、Advanced Materials等国际学术刊物上发表论文200多篇,SCI他引10000多次,H因子42。其中部分论文被 Nature 亚太地区网站列为Featured highlight或被选为封面文章。"


学术任职

上海大学 副校长、研究生院院长

获奖信息

国家光华工程科技奖1项
上海市自然科学一等奖1项
上海市高等教育教学成果特等奖1项
上海市科技进步二等奖3项
国家自然科学二等奖1项
广东省科学技术一等奖1项