香港理工大学机械工程系PhD博士招生中！（导师Prof. Liang）

今天我们将带大家深入解析香港理工大学 机械工程系的博士生导师Prof.Liang，通过这样的“方法论”，让大家学会如何从了解一个导师开始，到后期更好地撰写套磁邮件及其他文书。

研究领域解析和深入探讨

教授是香港理工大学机械工程系的副教授，同时也是工程学院助理院长（对外合作）。他在清洁能源转换技术和可再生能源储存技术领域拥有丰富的研究经验。其研究核心主要围绕以下几个关键方向展开：

1. 燃料电池技术教授在燃料电池领域的研究尤为深入，特别是在直接液体燃料电池（Direct Liquid Fuel Cells, DLFC）方面。他对碱性阴离子交换膜燃料电池（Alkaline Anion Exchange Membrane Fuel Cells, AAEMFCs）进行了系统性研究，这类燃料电池相比质子交换膜燃料电池具有明显优势，包括增强的氧还原反应电化学动力学，以及可使用非铂催化剂，大大降低了成本。教授在直接乙醇燃料电池（Direct Ethanol Fuel Cells, DEFC）领域取得了重要突破。他的研究表明，乙醇是一种可持续的、碳中和的交通燃料，作为直接氧化燃料电池的理想燃料源，相较于氢气和甲醇，乙醇具有更便捷的运输、储存和处理条件，以及更高的能量密度。教授及其团队利用阴离子交换膜和非铂催化剂，使DEFC的性能获得显著提升，在60°C时峰值功率密度可达185 mW cm⁻²，远高于传统酸性DEFC在90°C时的96 mW cm⁻²。
2. 电池与能源存储技术教授在电池和能量存储系统方面的研究同样卓有成效，尤其是在钒氧化还原液流电池（Vanadium Redox Flow Battery, VRFB）和锌基电池领域。在VRFB方面，教授对电池组件进行了系统性研究，特别是聚合物电解质膜的改进。这种膜作为流动电池中的关键组件，不仅提供了电荷载体的传输途径，还防止电解质交叉混合，占据了电池系统总成本的25%以上。通过优化膜材料和结构，教授团队有效提高了电池效率并降低了成本。值得注意的是，教授还创新性地探索使用海水替代去离子水制备VRFB电解质，实验表明使用海水电解质的库仑效率和容量保持率高于去离子水电解质，且钒硫酸盐在海水中的溶解度增加约12%，海水制备的电解质总成本比去离子水制备的电解质便宜3.6%。在锌基电池研究中，教授专注于开发可充电水系锌基电池，尤其是锌-空气电池（Zinc-Air Batteries, ZABs）。ZABs因其低环境影响、增强的安全性和成本效益而备受关注，适用于便携式电子设备、电动汽车和可再生能源存储等多种应用场景。教授团队通过重构阳极、利用替代电解质以及开发双功能氧催化剂，显著改善了ZABs的性能，解决了早期研究中锌阳极的副反应和缓慢的氧气氧化还原动力学等挑战。
3. 水电解与绿色氢气生产近年来，教授在直接海水电解制绿色氢气领域取得了突破性进展。直接海水电解（Direct Seawater Electrolysis, DSE）是一种有前景的可持续氢气生产技术，利用丰富的海洋资源。然而，海水的复杂化学成分，特别是氯离子（Cl⁻）的存在，会抑制所需的氧气析出反应（OER），因为竞争性的氯气析出反应（CER）会发生并对电极材料产生不利影响，导致系统效率低下和寿命短。教授及其团队专注于解决这些挑战，通过研发稳健的电催化剂、先进的表面改性和创新的电极设计，提高了电解系统在腐蚀环境中的保护能力和选择性。他们还开发了双极膜电解池等创新电解池设计，通过最小化Cl⁻传输和腐蚀环境，提供了可行的解决方案。随着越来越多的海上可再生能源项目的兴起，在海上环境中集成有效的DSE技术变得至关重要。教授的研究为电极、电池和系统的发展做出了重要贡献，推动了DSE技术的进步。
4. 多学科交叉研究作为理工大学智能能源研究所（Research Institute for Smart Energy, RISE）、理工大学可持续城市发展研究院（Research Institute for Sustainable Urban Development, RISUD）、理工大学体育科学与健康研究院（Research Institute for Sports Science and Health, RISports）、理工大学先进制造研究院（Research Institute for Advanced Manufacturing, RIAM）以及理工大学交叉学科研究院（PolyU Academy for Interdisciplinary Research）的成员，教授积极推动跨学科研究，将能源技术与可持续发展、先进制造等领域结合，开展创新研究。

精读教授所发表的文章

1."Advances and Challenges in Designing Efficient NiFe-Based Oxygen Electrocatalysts for Rechargeable Zn–Air Batteries"

（《Advanced Energy Materials》，2025）

该文综述了基于NiFe的氧气电催化剂在可充电锌-空气电池中的应用进展与挑战，分析了嵌入效应和阴离子修饰对催化剂活性的影响。

2."Catalyst–Support Interaction in Polyaniline-Supported Ni₃Fe Oxide to Boost Oxygen Evolution Activities for Rechargeable Zn-Air Batteries"

（《Nano-Micro Letters》，2025）

这项研究探讨了聚苯胺支撑的Ni₃Fe氧化物中催化剂-支撑体相互作用对提高可充电锌-空气电池氧气析出活性的影响，该工作报告了通过煅烧处理优化的Ni₃Fe/聚苯胺复合材料，显著提高了电池性能。

3."Engineering in situ heterometallic layer for robust Zn electrochemistry in extreme Zn(BF₄)₂ electrolyte environment"

（《Energy Storage Materials》，2025）

该研究开发了一种原位异质金属层，用于在极端Zn(BF₄)₂电解质环境中实现稳健的锌电化学反应，通过设计界面层和聚苯胺保护层，显著提高了保留容量。

流动电池技术创新

4."Direct seawater electrolysis for green hydrogen production: electrode designs, cell configurations, and system integrations"

（《Energy and Environmental Science》，2025）

这是一篇重要的综述文章，全面分析了直接海水电解制绿色氢气的电极设计、电池配置和系统集成策略，特别关注了长期稳定性挑战及其解决方案。该文详细讨论了Cl⁻离子如何阻碍所需的氧析出反应，以及如何通过稳健的电催化剂、先进的表面修饰和创新的电极设计来提高电解系统的耐腐蚀性和选择性。

教授的学术地位

1.科研项目与资助

• 教授获得了多项竞争激烈的研究资助，包括2021/22年度国家自然科学基金/香港研究资助局联合科研计划资助。在该计划中，香港理工大学仅有两个项目获得资助，教授的项目"基于铋的纳米/微结构层次电极的构建及其在太阳能驱动常温制氨光电化学电池中的应用"获得了117.6万港元的资助，与重庆大学陈荣教授合作开展联合研究。这一项目旨在推动香港和内地研究人员/研究团队之间的协作，基于双方现有的互补优势。

2.国际合作与学术交流

• 教授与国内外多所高校和研究机构保持密切合作。根据研究成果的共同作者信息，教授与中国内地（如重庆大学、天津大学等）、美国、英国、澳大利亚等多个国家和地区的研究团队有广泛合作。这种国际化的研究网络不仅扩大了教授研究的影响力，也为其研究团队提供了多元化的学术视角和技术支持。

3.学术奖项与荣誉

教授获得了多项学术奖项和荣誉，包括：

• 2020年获得Elsevier《Applied Energy》期刊2019年度高被引综述论文奖，表彰其在燃料电池领域的重要综述贡献。
• 作为指导教师，其研究生多次在香港理工大学机械工程研究演讲竞赛中获奖，包括2023年第8届和第9届比赛的亚军和季军，以及2025年PSRC2025的最佳演讲奖，展示了教授在培养研究人才方面的卓越能力。
• 担任《Journal of Energy Storage》期刊的编委，表明其在能源存储领域的学术地位和专业认可。

4.学术影响力指标

教授的学术影响力可通过以下指标体现：

• 学术论文引用情况：h指数58，总引用次数超过10,000次，表明其研究成果得到广泛认可和引用。
• 研究"指纹"（Fingerprint）：根据香港理工大学学者库数据，教授的研究指纹集中在燃料电池（100%）、高性能（34%）、电池性能（31%）、峰值功率密度（29%）、阴离子交换膜（27%）、过氧化氢（25%）、钒氧化还原液流电池（21%）和可再生能源（19%）等领域，突显了其研究专长和核心贡献领域。
• 知识产权：尽管公开资料中未详细列出专利信息，但从教授的研究成果和工业合作情况来看，其研究具有较高的应用价值和技术转化潜力。
• 学术服务：担任国际期刊编委，参与学术会议组织委员会，推动学科发展。

有话说

1.研究方法论的启示

教授的研究方法论为能源领域的科研提供了宝贵启示：

• 系统整合思维：教授不仅关注材料和组件的改进，还重视系统级的整合与优化。例如，在直接海水电解研究中，同时考虑电极设计、电池配置和系统集成，以解决长期稳定性挑战。这种从微观到宏观的系统思维对于复杂能源系统的研究至关重要。
• 跨学科融合：作为多个交叉研究机构的成员，教授擅长将机械工程、材料科学、电化学、流体力学等多学科知识融合应用于能源研究。这种跨学科方法不仅扩展了研究视野，也为解决复杂问题提供了多元化思路。
• 理论与实验结合：从发表的论文可见，教授注重理论模型与实验验证的结合。例如，在开发OpenFOAM求解器进行反应流模拟的同时，通过实验数据验证模型准确性，确保研究成果的可靠性和适用性。

2.可持续能源技术的创新方向

基于教授的研究成果，以下几个方向有望推动可持续能源技术的进一步创新：

• 高效低成本催化剂开发：继续深化非贵金属催化剂的研究，特别是针对海水电解和燃料电池应用的高选择性、高稳定性催化材料，是降低可再生能源技术成本的关键。
• 智能电池管理系统：将人工智能和大数据分析应用于电池管理系统，优化充放电策略，预测电池寿命和性能退化，提高能源存储系统的可靠性和使用寿命。
• 海洋能源综合利用：基于教授在海水电解领域的研究，可进一步探索海洋能源的综合利用模式，例如将海水电解制氢与海上风能、太阳能、波浪能等可再生能源相结合，构建离网自持能源系统。
• 分布式能源存储网络：发展基于流动电池和燃料电池的分布式能源存储网络，提高可再生能源的调度灵活性和系统稳定性，适应未来智能电网的需求。

3.产学研合作与技术转化的思考

教授的研究在基础科学和应用技术之间取得了良好平衡，为产学研合作提供了以下思考：

• 技术成熟度评估：对于燃料电池和电解技术等新兴能源技术，建立系统的技术成熟度评估体系，为产业化决策提供科学依据。
• 中试平台建设：在实验室研究和产业化之间搭建中试平台，验证技术可行性，优化工艺参数，降低技术转化风险。
• 知识产权战略：制定完善的知识产权保护和运营策略，既保障研究成果的学术价值，又促进技术转让和产业应用。
• 人才培养模式：结合教授在研究生培养方面的成功经验，探索产学研协同育人模式，培养具备理论基础和实践能力的复合型创新人才。

博士背景

Kimi，985机械工程硕士，现为港三机械工程博士生。研究方向为智能制造和机器人学，专注于工业4.0背景下的自动化生产系统优化。曾在《Journal of Mechanical Design》和《Robotics and Computer-Integrated Manufacturing》发表过论文。获得IEEE机器人与自动化国际会议最佳学生论文奖。