Mason学长聊留学，旨在为大家提供更加全面、深入的导师解析和科研辅导！每期我们会邀请团队的博士对中国香港/中国澳门/新加坡各个领域的教授导师进行详细解析，从教授简介与研究背景 / 主要研究方向与成果分析 / 研究方法与特色 / 研究前沿与发展趋势 / 对有意申请教授课题组的建议这五个方面，帮助大家更好地了解导师，学会申请！
一、教授简介与研究背景
Prof. Shao是香港科技大学化学及生物工程系的系主任和讲座教授，同时担任张英灿能源工程及环境学讲座教授和香港科技大学能源研究院院长。他于2006年在纽约州立大学石溪分校获得材料科学与工程博士学位。Prof. Shao的研究兴趣主要集中在电池、电催化、电化学能源技术、电化学和燃料电池等领域。
Prof. Shao是电化学能源领域的国际知名专家，他的研究团队致力于开发高效、经济和环境友好的电化学能源转换和存储技术。近年来，他在电催化剂设计、电池材料开发、燃料电池技术等方面取得了一系列重要突破，发表了大量高水平论文，并主持了多项国家和国际重大科研项目。
二、主要研究方向与成果分析
(1) 电催化与CO2电化学还原
Prof. Shao在电催化领域的研究主要集中在开发高效、稳定的电催化剂，特别是用于CO2电化学还原的催化剂。他的团队在设计新型纳米结构催化剂、调控催化剂表面性质以提高选择性和活性等方面取得了重要进展。例如，他们开发了一种硫掺杂的铜催化剂，在CO2电还原过程中展现出高效的甲酸盐生成能力(Angewandte Chemie， 2024)。此外，他们还通过调控铜基催化剂的相混合度，成功提高了C-C偶联效率，为生产多碳产物提供了新思路(Angewandte Chemie， 2024)。
(2) 燃料电池技术
在燃料电池领域，Prof. Shao的研究主要聚焦于开发高性能、长寿命的质子交换膜燃料电池(PEMFC)和碱性膜燃料电池(AMFC)。他们在电催化剂设计、膜电极组件优化、双极板材料等方面都取得了重要进展。例如，他们开发了一种新型的核壳结构电催化剂，显著提高了PEMFC的活性和耐久性(Nano Research， 2023)。此外，他们还设计了一种新型的聚芳烯基阴离子交换膜，为高性能AMFC的发展提供了新的材料选择(Chemistry - A European Journal， 2024)。
(3) 先进电池技术
Prof. Shao在电池技术领域的研究涵盖了锂离子电池、锂硫电池、固态电池等多个方向。他们在开发新型电极材料、优化电解质配方、提高电池安全性和循环寿命等方面做出了重要贡献。例如，他们通过设计一种新型的晶粒生长抑制剂，成功制备了高分散性的单晶NCM90立方体，显著提高了锂离子电池的性能(Angewandte Chemie， 2024)。在固态电池方面，他们揭示了富镍正极材料在硫化物全固态电池中的表面到体相的退化机制，为提高固态电池的稳定性提供了重要指导(Energy Storage Materials， 2023)。
三、研究方法与特色
Prof. Shao的研究方法具有以下几个显著特点：
(1) 多学科交叉：他的研究团队善于结合材料科学、电化学、催化化学、表面科学等多个学科的知识和方法，从多角度解决电化学能源领域的关键科学问题。
(2) 理论与实验相结合：他们不仅进行实验研究，还结合理论计算和模拟，深入理解材料的结构-性能关系和反应机理。例如，他们结合电化学、理论计算和光谱研究手段，深入研究了CO2电化学还原的机理(RGC项目， 2020-2022)。
(3) 原位表征技术的应用：Prof. Shao的团队大量使用原位和operando表征技术，如原位红外光谱、拉曼光谱等，实时监测电化学反应过程，揭示反应机理。例如，他们利用原位红外光谱技术，揭示了氧化物衍生铜催化剂上CO2还原和C-C偶联的增强机制(Journal of the American Chemical Society， 2024)。
(4) 纳米材料设计与合成：他们在设计和合成新型纳米结构催化剂方面有独特的优势，能够精确调控材料的组成、结构和表面性质。例如，他们开发了一种通用的方法合成超薄Pd基纳米环，用于高效的乙醇电氧化(Materials Horizons， 2023)。
四、研究前沿与发展趋势
基于Prof. Shao的研究成果和当前能源领域的发展趋势，我们可以展望以下几个重要的研究方向：
(1) 高效CO2电化学还原：随着全球对碳中和的重视，开发高效、选择性强的CO2电化学还原催化剂将继续成为研究热点。未来的研究可能会更多地关注如何实现C2+产物的高选择性合成，以及如何将实验室研究成果转化为实际应用。
(2) 新一代燃料电池技术：提高燃料电池的性能和降低成本仍是该领域的主要目标。未来的研究可能会更多地关注非贵金属催化剂的开发、高性能离子交换膜的设计，以及燃料电池系统的优化和集成。
(3) 固态电池技术：随着电动汽车市场的快速增长，开发高能量密度、高安全性的固态电池成为研究热点。未来的研究可能会集中在解决固态电解质与电极之间的界面问题，以及开发新型固态电解质材料。
(4) 可持续能源存储系统：开发使用地球丰产元素的新型电池系统(如钠离子电池、锌空气电池等)可能会成为未来研究的重要方向。这些系统有望在大规模能源存储应用中发挥重要作用。
(5) 电化学-光化学耦合系统：结合电化学和光化学过程，开发高效的太阳能转化和存储系统可能成为未来的研究热点。这类系统有望实现太阳能的高效利用和长期存储。
五、对有意申请教授课题组的建议
对于有兴趣申请Prof. Shao课题组暑期科研或硕博项目的学生，我提出以下建议：
(1) 夯实基础知识：Prof. Shao的研究涉及材料科学、电化学、物理化学等多个学科，建议学生扎实掌握这些领域的基础知识，特别是电化学原理、材料表征方法、催化化学等。
(2) 培养实验技能：Prof. Shao的研究高度依赖于先进的实验技术，建议学生提前熟悉常用的电化学测试方法、材料表征技术(如XRD、SEM、TEM等)，以及各种光谱分析方法。
(3) 关注研究前沿：密切关注电化学能源领域的最新进展，特别是Prof. Shao团队的recent publications。这将有助于你在申请和面试时展现出对该领域的深入了解和热情。
(4) 提高英语水平：作为一个国际化的研究团队，良好的英语交流能力是必不可少的。建议学生提高英语阅读和写作能力，为今后的学习和研究做好准备。
(5) 培养独立思考能力：Prof. Shao的研究强调创新和原创性，建议学生在学习过程中培养独立思考和解决问题的能力，不要局限于教科书知识。
(6) 参与相关实践：如果可能，尝试参与一些相关的科研项目或实习，积累实际的研究经验。这将使你的申请更具竞争力。
(7) 明确研究兴趣：在申请之前，仔细思考自己的研究兴趣，并尝试将其与Prof. Shao的研究方向相结合。这将有助于你在申请材料中展现出对该课题组的强烈兴趣和适合性。
(8) 提前准备：如果决定申请，建议提前准备好个人陈述、研究计划等材料。在这些材料中，清晰地表达你的学术背景、研究兴趣，以及为什么选择Prof. Shao的课题组。
【竞赛报名/项目咨询请加微信：mollywei007】
