教师名录
陶有堃
通讯地址:深圳市南山区西丽大学城哈工大校区G607
电子邮件:taoyoukun@hit.edu.cn
联系电话:

个人简介

现任哈尔滨工业大学(深圳)理学院助理教授,2014年丹麦Technical University of Denmark前Risø国家能源实验室博士毕业,美国电化学学会、丹麦电化学学会会员。近十年来一直在氢能燃料电池领域国内外领军机构从事材料学、电化学、能源工程等相关研究开发,涉及材料合成表征、部件及电池制备、电化学测试、衰减机制及优化、结构设计等,对固体氧化物电池 (SOC) 技术和质子膜 (PEM) 电池技术的产业化均有深入认识和工作经验。曾作为骨干先后参与国家高技术863计划、丹麦Haldor Topsoe合作研究、美国DOE ARPA-E项目、科技部十三五重点专项、国家自然科学基金等氢能燃料电池重大项目。已在本领域国际核心学术期刊J. Electrochem. Soc., J. Power Sources, Electrochem. Commu., ACS Appl. Mater. Inter., Int. J. Hydrog. Energy等发表文章20多篇,申请发明专利10多项。

研究方向

学科方向: 电化学技术、无机化学、材料物理与化学、能源工程;
研究兴趣: 燃料电池与电解制氢技术(PEM Fuel Cells and Water Electrolysis; Solid Oxide Fuel Cells and Electrolysis Cells),包括关键材料合成表征、核心器件设计模拟及制备加工、电池/电堆电化学测试诊断、衰减机制及性能优化、装置/设备开发。

研究领域为化学/化工/材料/物理/机械/能源多学科交叉(可切入点很多:)),欢迎感兴趣、自带能量、态度认真、动手能力强的研究生、科研助理、博士后加入,共同致力于清洁能源技术!(联系邮箱: taoyoukun@hit.edu.cn)

1. 燃料电池清洁高效发电技术:
主要从事固体氧化物燃料电池 (SOFC) 和质子膜燃料电池 (PEMFC)研发,作为清洁无污染、效率最高 (电效率高于60%,综合能效高于90%) 的21世纪新型颠覆性发电技术,其可用于各种规模的分布式发电站、热电联产、备用电源、燃料电池汽车、电动车增程器,以及无人机、工程车及船舶的动力或辅助电源等。SOFC/PEMFC类似于发电机设备,外部供应高能量密度燃料,因此在续航或容量方面可远超锂离子电池等储能型装置。近5年来,美欧中日等已经广泛开展燃料电池技术各种应用示范,未来5-10年将步入商业化加速阶段。
其中,SOFC具有成本低、燃料适应性广(H2/CO、天然气、煤制气、生物质气、汽柴油等)等独特优势,但启动较慢,适合分布式发电 (如美国Bloom Energy公司Energy Server) 或电动车增程 (如英国Ceres Power - 日本Nissan乙醇SOFC增程器) 等相对平稳输出。而PEMFC需用贵金属催化剂和氢燃料,但功率密度高、启动快,尤其适用于交通运输动力 (如日本丰田Mirai燃料电池汽车、美国Plug Power – Amazon物流叉车)。

2. 绿色高效电解制氢技术:
主要从事固体氧化物电解池 (SOEC) 或质子膜电解池 (PEMWE)研发,可用于风光核等波动性/结构性过剩的清洁电力电解制氢。相比高耗能、高排放、非持续的传统化石燃料制氢,SOEC/PEMWE电解制氢具有清洁环保、零排放、规模灵活、维护简单、现场制氢解除低效运输困难等显著优势,适合为燃料电池汽车、化工、冶金、电子工业等提供on-site高纯氢气。目前实例如德国西门子MW级PEM电解制氢系统,丹麦Haldor Topsoe及德国Sunfire百千瓦级高效SOEC电解系统。
依靠优越的快速响应和耐宽幅波动性能,未来SOEC和PEMWE技术可将风/光/核/水电等过剩电力大规模转化制氢或合成气 (Power-to-Gas 即P2G工程),并输入管网等既成基础设施,满足亟需的电网平滑及储能输运。随着技术进步、规模化生产及碳排放收紧,欧盟预测2030年后MW级电解制氢在综合成本方面将具备竞争优势,从而加快全球新型能源格局建设。

教育经历

2010.12-2014.02   丹麦科技大学(DTU Energy,前Risø国家能源实验室) 电化学能源技术 博士
导师: 国际著名燃料电池专家Prof. Mogens Mogensen
2006.09-2009.06   中科院研究生院 中科院宁波材料技术与工程研究所 材料物理化学 硕士
导师: 王蔚国 研究员/副所长、崔平 研究员/所长
2002.09-2006.06  湖南大学 材料科学与工程 本科
导师: 徐仲榆 教授/副校长

研究与工作经历

2019.03 至今  哈尔滨工业大学(深圳) 理学院 助理教授、硕士生导师;
2016.12-2019.02  南方科技大学 机械与能源系 & 前沿交叉研究院 研究助理教授、副研究员、硕士生导师;
2016.12-2017.10  深圳市南科燃料电池有限公司(南科大) 膜电极部 经理;
2015.01-2016.11  美国西弗吉尼亚大学 机械与航空系 Postdoc Materials Scientist;
2010.12-2014.12  丹麦科技大学 能源系 Research Associate、Visiting Scientist;
2009.06-2010.03  中科院宁波材料所 高级助理,燃料电池产业化工程中心 子项目组长;

专业资质与学术兼职

2016 -  美国电化学学会会员,丹麦电化学学会会员,深圳市科创委项目评审专家;
2014 -  ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Mater. Chem. A, Int. J. Hydrogen Energy, Chem. Commun., Int Commun. Heat Mass, Fuels等学术期刊独立审稿人;
2018.03-2018.12  深圳市清洁能源研究院筹备组 氢能燃料电池领域联络员/筹建代表;
2018.04  燃料电池湖北省重点实验室 第二届学术委员会第一次会议委员(代);
2017.05-2018.08  南方科技大学机械与能源工程系 硕士开题答辩秘书、硕士毕业答辩评委、博士后开题及出站答辩评委;

科研项目

2018.01-2020.12  国家自然科学基金青年项目/SOEC,负责人;
2018.04-2020.03  深圳市基础研究项目/SOFC,负责人;
2017.07-2021.06  科技部国家重点研发项目/PEMFC,骨干;
2019.03-2021.03  哈尔滨工业大学(深圳)新入职教师科研启动项目,负责人;

科研成果及奖励

  

发明专利

1. 陶有堃,黄鹏辉,谢小军,蒋晓强,李佳佳,王海江,李辉,气体扩散层及其制备方法和燃料电池,发明专利授权ZL201710874025.8
2. 陶有堃,李佳佳,谢小军,蒋晓强,黄鹏辉,李辉,王海江,阳极气体扩散电极和燃料电池,发明专利授权ZL201710873542.3
3. 陶有堃,王伦,李辉,王海江,用于PEMFC的金属基双极板及其制备方法, 发明专利201810687157.4
4. 陶有堃,王亚军,周嫦,冯其,郑礼康,李辉,王海江,燃料电池堆内部电流密度及气体压强分布在线测量装置,发明专利201811126839.4
5. 陶有堃,邵静,张宇轩,梯度电极和固态氧化物电池,发明专利201711075823.0
6. 陶有堃,王亚军,郑礼康,周勇,李辉,王海江,燃料电池内部分区检测双极板,发明专利201811126841.1
7. 陶有堃,邵静,纳米复合金属氧化物的制备方法,发明专利201711084110.0
8. 陶有堃,邵静,张宇轩,电极、固态氧化物燃料电池及电解池,实用新型授权ZL201721466836.6
9. 冯其,陶有堃,李辉,王海江,析氧反应催化剂及其制备方法和应用(1),发明专利201810373161.3
10. 邵静,陶有堃,张宇轩,刘颖,陶瓷阴极、固体氧化物电解池及其制备方法,发明专利授权ZL201711134793.6
11. 王亚军,陶有堃,黄杰峰,魏冰,王海江,李辉,燃料电池三合一检测装置及系统,发明专利201710874117.6
12. 冯其,陶有堃,李辉,王海江,析氧反应催化剂及其制备方法和应用(2),发明专利201810373870.1
13. 王亚军,陶有堃,陈进,周嫦,李辉,王海江,燃料电池电流密度测试双极板及其加工方法,发明专利201811125984.0
14. 王亚军,陶有堃,郑礼康,陈进,李辉,王海江,燃料电池内部温湿度检测装置,发明专利201811125975.1
15. 王亚军,黄鹏辉,程启清,魏冰,陶有堃,朱为民,王海江,李辉,一种MEA检测夹具,发明专利2017114560464
16. 王建新,王蔚国,王丽琴,陶有堃,邵静,何长荣,牛金奇,一种多功能离子导体电学性能测试装置,发明专利授权ZL 200810059618.X

论文及著作

1. Y. Zhang, Z. Yu, J. Lu, Q. Guo, Y. Tao,* J. Shao,* Structure and electrochemical properties of self-releasing titanate perovskite as a ceramic electrode material, under review, J. Eur. Ceram. Soc., 2019
2. Y. Zhang, Y. Tao, J. Lu, Z. Yu, Y. Liu, J. Shao,* Insight into the electrochemical processes of titanate electrode with in situ Ni exsolution for solid oxide cells, revision, ACS Appl. Energy Mater., 2019
3. L. Wang, Y. Tao,* Z. Zhang, Y. Wang, Q. Feng, H. Wang, H, Li,* Molybdenum carbide coatings on 316L stainless steel for bipolar plates of PEM fuel cells, Int. J. Hydrog. Energy,44,4940, 2019
4. Z. Zhang, P. Li, Q. Wang, Q. Feng, Y. Tao, J. Xu, C. Jiang, X. Lu, J. Fan, M. Gu, H. Li,* H. Wang,* Mo modulation effect on the hydrogen binding energy of hexagonal-close-packed Ru for hydrogen evolution, J. Mater. Chem. A, 7, 2780, 2019
5. J. Shao,* Q. Cheng, Y. Liu, W. Zhang, Y. Tao, K. K. Hansen, Communication - Perovskite Electrochemical System for Highly Selective NOx Reduction of Diesel Engine Exhaust, J. Electrochem. Soc., 165, H591, 2018
6. Y. Tao, Y. Zhou, W. Li, J. Shao, L. Bai, X. Liu,* Intermediate-temperature solid oxide fuel cells with high performance cobalt-doped Pr0.5Ba0.5FeO3-δ Anodes, J. Alloy. Compd., 741,1091,2018
7. Y. Zhang, J. Shao,* Y. Tao,* S. Wang, Pentlandite-MoS2 as sulfur tolerant anode materials for solid oxide fuel cells, J. Alloy. Compd., 737, 477,2018
8. M. Mogensen,* A. Hauch, X. Sun, M. Chen, Y. Tao, S. Ebbesen, etal, Relation Between Ni Particle Shape Change & Ni Migration in Ni-YSZ Electrodes–a Hypothesis, Fuel Cells, 17, 434, 2017
9. Y. Tao,* J. Shao, S. Cheng, Electrochemically Scavenging the Silica Impurities at the Ni–YSZ Triple Phase Boundary of Solid Oxide Cells, ACS Appl. Mater. Inter, 8, 17023, 2016
10. Y. Tao,* S. Ebbesen and M. Mogensen, Degradation of solid oxide cells during co-electrolysis of steam and carbon dioxide at high current densities, J. Power Sources, 328,452,2016
11. J. Shao,* Y. Tao,* K. Hansen, Highly selective NOx reduction for diesel engine exhaust via an electrochemical system, Electrochem. Commu., 72, 36-40, 2016
12. Y. Tao,* S. Ebbesen, W. Zhang and M. Mogensen, Carbon nanotube growth on nano-zirconia under strong cathodic polarization in H2O and CO2, ChemCatChem, 6, 1220, 2014
13. Y. Tao,* S. Ebbesen and M. Mogensen, Carbon deposition in solid oxide cells during co-electrolysis of H2O and CO2, J. Electrochem. Soc., 161(3), F337, 2014
14. M. Chen,* Y. Liu, J. Bentzen, W. Zhang, A. Hauch, Y. Tao, J. R. Bowen, P. V. Hendriksen, Microstructural degradation of Ni/YSZ electrodes in SOECs under high current, J. Electrochem.Soc., 160, F883,2013
15. D. Wang, J. Wang, C. He, Y. Tao, C. Xu, W.G. Wang,* Preparation of a Gd0.1Ce0.9O2−δ interlayer for intermediate- temperature solid oxide fuel cells by spray coating, J. Alloy. Compd., 505, 118, 2010
16. J. Wang, Y. Tao, J. Shao, W. Wang,* Synthesis and properties of (La0.75Sr0.25)0.95MnO3±δ nano-powder prepared via Pechini route, J. Power Sources, 186, 334, 2009
17. Y. Tao, J. Shao, W. Wang,* J. Wang, Optimization and evaluation of La0.6Sr0.4CoO3-δ cathode for Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cells, Fuel Cells, 9(5), 679, 2009
18. J. Shao, Y. Tao, J. Wang, C. Xu, W.G. Wang,* Investigation of precursors in the preparation of nanostructured La0.6Sr0.4Co0.2- Fe0.8O3 via a modified combined complexing method, J. Alloy. Compd., 484, 263, 2009
19. Y. Tao, J. Shao, J. Wang, W. Wang,* Synthesis and properties of La0.6Sr0.4CoO3-δ nanopowder, J. Power Sources, 185, 609, 2008
20. Y. Tao, J. Shao, J. Wang, W. Wang,* Morphology control of Ce0.9Gd0.1O1.95 nano-powder synthesized by sol-gel method using PVP as a surfactant, J. Alloy. Compd., 484,729,2009
21. B. Zhu, T. Gong, Y. Tang, Y. Tao, Y.K. Tao, et al, Preparation method of La1-xSrxMnO3 as cathode materials of solid oxide fuel cell, Mater. Sci. Eng. Powder Metall. 10(5), 264-267, 2005
22. T. Gong, B. Zhu, Y. Tang, Y. Tao, Y.K. Tao, Q. Wang, Sintering Properties of La1-xSrxMnO3 Prepared by SHS, Rare Metals Cemented Carbides, 34(1), 5-8, 2006

会议论文及发表演说

1. M. Mogensen,* A. Hauch, X. Sun, M. Chen, Y. Tao, S. Ebbesen, et al, Short-range Ni migration induced Ni morphology change in Ni-YSZ under electrolysis operation, 12th Eur. SOC. Forum, 5-8 Jul, 2016
2. Y. Tao,* S. Ebbesen and M. Mogensen, Degradation of SOECs operated at high current densities, 11th European SOFC and SOE Forum, B0607, 2014
3. Y. Tao,* S. Ebbesen and M. Mogensen, Degradation of solid oxide cells during co-electrolysis of H2O and CO2: carbon deposition under high current densities, ECS Trans., 50(49), 139, 2013
4. M. Mogensen,* S. Ebbesen, C. Graves, X. Sun, Y. Tao, M. Chen, T. Jacobsen, Reversible solid oxide cells: limitations and possibilities, Proceedings of the 19th International Conference on Solid State Ionics, Kyoto, Japan, 02/06/2013
5. J. Wang, J. Shao, Y. Tao, W. G. Wang, SOFC powders and unit cell research at NIMTE, ECS Trans., 25, 595, 2009
6. The 9th International Conference on Technological Advances of Thin Films and Surface Coatings, Thin Films Society, Poster, Jul.18-20,2018
7. DOE ARPA-E Review Meeting, Pittsburgh, Poster, United States, Jul.14–16, 2016
8. International Workshop on Electrolysis and CO2-recycling for Production of Green Fuels, Poster presentation, Roskilde, Denmark, Apr.09–11, 2013
9. 1st International PhD Summer School: Optimized Processing of Multi-Material Architectures for Functional Ceramics, Poster, Roskilde, Denmark, Aug. 26–30, 2013
10. 222nd ECS Meeting, Honolulu, Hawaii, United States, Oral presentation, Oct.07–12, 2012
11. Denmark HyFuelCell: Capture & Conversion of CO2 into Sustainable H/C Fuels, Roskilde, Denmark, Apr.11–15, 2011
12. Fuel Cells & Micro CHP workshop, Aalborg, Denmark, Oral presentation, Nov.11–16, 2012
13. 2nd International Workshop on Fuel Cells Degradation, Thessaloniki, Greece, Sep.21–23, 2011
14. 2008 Korea-Japan-China SOFC Symposium, Poster, Pohang, Korea, Sep.17–20, 2008

任教和任导师经历

2017秋季 & 2018秋季:  讲授本科生及研究生课程(南方科技大学)“PEM Fuel Cells: Theory and Practice”(24/48学时);
2017.01 - 2019.02:  指导或协助指导研究生(南科大-哈工大) 材料科学与工程学硕1名、机械工程专硕及博士生各1名;
最后更新:2019-04-28 11:54:17