宋二红----高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室

宋二红副研究员

计算电化学与材料设计课题组

工作电话：021-69163650

电子邮件：ehsong@mail.sic.ac.cn

个人简介：

主要从事计算电化学储能与陶瓷材料设计研究领域。通过人工智能机器学习研究材料表面/界面的微观结构设计及性能研究，筛选高活性、循环稳定性优异电催化功能材料。目前已经发表文章39篇，近五年以第一作者（共一）及通讯作者（共同）发表代表作10篇，其中国际顶尖期刊Nat. Commun.（2篇）, Adv. Mater.（2篇）, Adv. Sci.（2篇）, Appl. Catal. B-Environ, J. Mater. Chem. A, ACS Nano, Chem. Eng. J., Adv. Healthc. Mater.等，SCI引用次数1184次，h指数15，ESI全球1%高引用论文1篇，国内外学术会议邀请报告5次。作为项目负责人主持国家基金项目3项：JWKJW国防科技173计划技术领域基础项目（在研），国家自然科学基金青年基金（已结题），国家重点研发项目（子课题负责人）（已结题）；主持省部级基金项目2项：上海市自然科学基金面上项目（两项）；以及中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室科技创新主任基金等项目。2021年入选省部级人才项目：上海市“人才发展资金”人才支持计划，同年入选2021年中国科学院上海硅酸盐研究所“第四批优秀青年”人才支持计划，并荣获2021年中国科学院上海硅酸盐研究所“优秀个人”。此外，担任《无机材料学报》首届青年学术编委。

教育经历：

2007.09-2013.06, 吉林大学，工学博士

2002.09-2006.07, 长春工业大学，工学学士

工作经历：

2016.05-至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，助理研究员，副研究员

2015.01-2016.03，日本広島大学（Hiroshima University），材料学，博士后

2013.09-2014.12，韩国科学技术院（KAIST），材料学，博士后

2006.08-2007.09，宝钢轧辊科技有限公司，生产部，工程师

主要研究方向：

储能材料领域：基于高通量计算及机器学习方法设计高性能新型电催化剂，系统研究了金属材料表面/界面的微观结构设计，在原子尺度上阐明了微观结构与材料宏观催化性能的本构关系，从电子结构角度揭示了电化学反应机制，实现了材料催化性能的提升。主要代表成果围绕金属硫化合物、金属纳米颗粒以及金属氧化物的表面改性及界面设计，实现高活性电催化性能：（1）提出了金属硫化物“局域结构电负性”设计规则，实现工业级电催化分解水产氢。（2）揭示了金属纳米颗粒在碳基材料上的“离散机制”，阐述了纳米颗粒与单原子协同优化催化过程。（3）提出了金属氧化物“亚稳相催化”设计策略，实现阴/阳离子协同优化材料稳定性和催化活性。研究成果发表在Nat. Commun. 2021, 12, 5960, Nat. Commun. 2020, 11, 2253, Adv. Mater. 2022, 34, 2108505, Adv. Mater. 2020, 5, 477, Adv. Sci., 2021, 8, 2001881, Appl. Catal. B-Environ 2022, 309, 121222, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 9337, ACS Nano, 2018, 12, 4486, Chem. Eng. J. 2022, 430, 133035上。

结构陶瓷领域：针对液相烧结后形成复合相陶瓷基微观界面结构以及界面结合能进行计算理论计算分析，揭示液相烧结后形成多壁碳纳米管与铝酸钇（MWCNT/YAlO₃）界面结合能要远高于MWCNT/SiC界面（无添加烧结助剂），进而有助于烧结过程烧结压力的传递，改善复合相陶瓷的致密性，使MWCNT增强体在陶瓷基复合材料的增强效果中得到进一步提升。基于上述分析对MWCNT/YAlO₃界面结构进行定性和定量电子结构分析（态密度、界面处差分电荷分布以及Bader电荷转移），进一步阐释液相烧结界面对提升MWCNT对陶瓷基体增强效果。实验力学测试表明，MWCNT含量仅为3 wt％的复相陶瓷抗弯强度与SiC陶瓷比较提高了30％，显示出液相烧结辅助下MWCNT对陶瓷基体的显著强化作用。研究成果发表在Adv. Sci., 2020, 7, 2002225上。

生物陶瓷领域：磷酸钙陶瓷中，羟基磷灰石（hydroxyapatite, HAP）以其优异的生物活性及生物相容性而用作人工骨、齿根、生物材料涂层等生物技术材料。针对羟基磷灰石中优异的生物活性及液体输运性能，理论计算基于羟基磷灰石材料不同表面的亲水性计算，即通过计算水分子在HAP不同表面的热力学吸附以及动力学扩散能垒，揭示了羟基磷灰石具备优良的亲水性和液体输运机制。本研究推进了生物材料的活性及相容性的研究，为进一步设计制备生态友好型生物材料的提供高效策略。研究成果发表在Adv. Healthc. Mater., 2022, 2200287上。

科研成果-项目：

国防科技XXX计划技术领域基础项目，75万，负责人，2022.01-2024.12
国家重点研发计划子课题一（3），55万，负责人，2017.07-2021.06
国家自然科学基金青年基金，24万，负责人，2018.01-2020.12
上海市人才发展资金（省部级人才计划），30万，负责人，2021.12-2025.12
上海市“科技创新行动计划”自然科学基金面上项目，20万，负责人，2022.4-2025.3
上海市“科技创新行动计划”自然科学基金面上项目，20万，负责人，2021.7-2024.6
中国科学院上海硅酸盐研究所科技创新项目（中心主任基金），20万，负责人，2021.10-2023.9
中国科学院上海硅酸盐研究所“第四批优秀青年支持计划”，12万，负责人，2021.1-2023.12
中国科学院上海硅酸盐研究所集成材料计算中心科技创新项目，6万，负责人，2021.07-2023.06
中科院上海硅酸盐研究所集成材料计算中心科技创新项目，7万，负责人，2018.07-2020.06

科研成果-论文：

1.Zengyao Wang^#, Jiyi Chen^#, Erhong Song^#, Ning Wang, Juncai Dong, Xiang Zhang, Pulickel M. Ajayan, Wei Yao, Chenfeng Wang, Jianjun Liu*, Jianfeng Shen*, Mingxin Ye*. Manipulation on active electronic states of metastable phase β-NiMoO4 for large current density hydrogen evolution. Nat. Commun., 2021, 12, 5960.

2.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 transition metal dichalcogenides monolayers by configuring local atomic structures”. Nat. Commun. 2020, 11, 2253.

3.Tong Wu^#, Erhong Song^#, Shaoning Zhang, Mengjia Luo, Chendong Zhao, Wei Zhao, Jianjun Liu*, Fuqiang Huang*, “Engineering Metallic Heterostructure Based on Ni₃N and 2M-MoS₂ for Alkaline Water Electrolysis with Industry-Compatible Current Density and Stability” Adv. Mater. 2022, 34, 2108505.

4.Yao Zhou^#, Erhong Song^#, Wei Chen^#, Carlo U Segre, Jiadong Zhou, Yung-Chang Lin, Chao Zhu, Ruguang Ma, Pan Liu, Shufen Chu, Tiju Thomas, Minghui Yang, Qian Liu, Kazu Suenaga, Zheng Liu*, Jianjun Liu*, Jiacheng Wang*, “Dual-Metal Interbond as the Chemical Scissor for Single-Atom Dispersion” Adv. Mater. 2020, 19, 2003484.

5.ErhongSong^#, Yifan Hu^#, Ruguang Ma*, Yining Li, Xiaolin Zhao, Jiacheng Wang, Jianjun Liu*. Optimized electron occupancy of solid-solution transition metals for suppressing the oxygen evolution of Li₂MnO₃. J. Mater. Chem. A, 2021, 9(14): 9337-9346.

6.Qingyuan Bi^#, Erhong Song^#, Jiacheng Chen, Muhammad SohailRiaz, Minghui Zhu, Jianjun Liu* Yi-Fan Han*, Fuqiang Huang* “Nano gold coupled black titania composites with enhanced surface plasma properties for efficient photocatalytic alkyne reduction” Appl. Catal. B-Environ 2022, 309, 121222.

7.Yuchi Fan^#, Erhong Song^#, Tufail Mustafa, Ruicong Liu, Pengpeng Qiu, Weiwei Zhou*, Zhenxing Zhou, Akira Kawasaki, Keiichi Shirasu, Toshiyuki Hashida, Jianjun Liu*, Lianjun Wang, Wan Jiang and Wei Luo* “Liquid-phase assisted engineering of highly strong SiC composite reinforced by multi-walled carbon nanotubes”. Adv. Sci. 2020, 7, 2002225

8.Chun Hu^#, Erhong Song^#, Maoyu Wang^#, Wei Chen, Fuqiang Huang, Jianjun Liu *, Zhengxin Feng* and Jiacheng Wang*, “Partial-Single-Atom, Partial-Nanoparticle Composites Enhance Water Dissociation for Hydrogen Evolution”, Adv. Sci. 2020, 202001881.

9.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.

10.Xiaoxia Zhou^#, Erhong Song^#, Zhaoyu Kuang, Zhe Gao, Han Zhao, Jianjun Liu*, Shuhui Sun*, Chung-Yuan Mou, Hangrong Chen*. Tuning selectivity of electrochemical reduction reaction of CO₂ by atomically dispersed Pt into SnO₂ nanoparticles. Chem. Eng. J., 2022, 430, 133035.

所获奖项/荣誉称号：

2021.12：入选“上海市人才发展资金”支持计划
2021.01：入选中国科学院上海硅酸盐研究所“第四批优秀青年”
2021.12：中国科学院上海硅酸盐研究所“优秀个人”
2004.11: 荣获吉林省奖学金
2011.06: 第二十五届“精英杯”学术论文大赛一等奖；
2009.09-2012/06: 吉林大学一等研究生基本奖学金（3次）；
2011.10: 吉林大学研究生二等奖学金；
2002.09-2005/06: 优秀大学生一等奖学金（3次）
2002.09-2005.06: 优秀三好学生标兵（3次）
2005.04: 十佳优秀大学生