名师讲座
报告题目：新能源材料中的电化学-力学耦合效应及其应用
报告时间：2023-05-31 10:30
报告人： 杨辉 教授
华中科技大学航空航天学院
报告地点：化学楼601教室
（转播：翔安校区能源材料大楼3号楼会议室5，漳州校区生化主楼307教室）
报告摘要：
随着传统能源材料所引发的环境问题变得日益严峻，新能源材料如电池材料、氢能材料等近年来逐渐受到人们的广泛关注。作为对传统能源材料的有效替代，新能源材料的广泛应用是全球最终实现碳中和的关键所在。然而，新能源材料的成功开发与应用，以可充电二次电池材料为例，离不开对材料本身电化学、力学等性能以及材料在服役过程中固有的电化学-力学耦合行为的深刻认识。近年来，我们基于原位实验观测以及跨尺度/多场耦合数值模拟手段，对新兴电池材料在充/放电循环过程中的电化学动力学、变形、破坏与失效展开了深入的研究，揭示了高容量电池材料，如硅、锗、锡、碳纳米管以及石墨烯等，所固有的超强电化学-力学耦合效应：一方面，离子电化学动力学决定了离子在材料中的嵌入/脱嵌方式以及由此引发的高水平应力，导致电池材料结构的变形与破坏；另一方面，材料内部所产生的应力反过来会影响离子的电化学动力学，致使离子在材料中的嵌入/脱嵌速率与分布方式发生改变。我们的研究发现不仅对发展极端/复杂环境下材料的破坏、失效理论有着重要意义，而且还可以为成功设计具有优良电化学-力学稳定性及循环寿命的高容量可充电二次电池提供关键性的指导和依据。基于对高容量电池材料中超强电化学-力学耦合效应所导致的失效机理的认识，我们成功设计了多孔、复合、梯度等电池材料结构，并取得了优异的电化学-力学性能。
报告人简介：
杨辉，华中卓越学者，华中科技大学航空航天学院、材料成形与模具技术国家重点实验室教授，国家海外高层次人才青年项目入选者。2006年获华中科技大学工程力学学士学位，2010年和2014年先后在美国宾夕法尼亚州立大学获得工程力学硕士学位和工程科学与力学博士学位。2015年1月至2017年9月分别于美国宾夕法尼亚州立大学、美国西北大学、塔夫茨大学从事博士后研究工作，2017年10月入职华中科技大学。担任《力学季刊》、《固体力学学报》等期刊编委。主要从事新兴能源材料及结构（如锂电池、钠电池、催化剂等）的电化学-力学耦合行为的研究工作。先后参加了多项美国国家自然科学基金、美国能源部等机构资助的科研项目，主持了中国海外高层次青年人才计划、中国国家自然科学基金支持项目，基于原位实验观测和跨尺度/多场耦合数值模拟手段，对材料及结构在服役过程中的变形、破坏与失效展开了广泛的研究，在材料动力学、材料本构理论、固体力学等方面取得了一批创新性成果，发表工程科学以及力学领域的国际顶级期刊（如Nature Communications、Nano Letters、ACS Nano、Energy Storage Materials、Applied Catalysis B: Environmental、Journal of the Mechanics and Physics of Solids、Extreme Mechanics Letters等）论文50多篇。获湖北省科学技术进步一等奖、中国机械工业科学技术发明一等奖等。
