郭洪教授团队：原位表征原理及电化学应用

作者

郭洪，云南大学教授，博士生导师，博士后合作导师，享受云南省政府津贴的专家学者，云南大学东陆学者，中国硅酸盐学会固态离子学分会理事（CSSI），国际能源与电化学科学研究院（IAOEES）理事，国际电化学会（ISE）会员。主持973计划课题、国家自然科学基金、云南省重大科技专项、云南省及教育部重点项目等20余项省部级及以上课题。主要从事电化学储能及环境催化研究。以第一作者及通讯作者在PNAS., Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Angew Chem. Int. Edit.等学术期刊发表论文200余篇，引用超过8000次。申请及授权30余项中国发明专利。课题组常年招收二次电池关键技术及光、电催化方向师资（科研）博士后及优秀青年学者，联系邮箱：guohong@ynu.edu.cn。

我和《原位表征原理及电化学应用》的所有撰写者共同期待这本书能使这一领域的读者在知识深度和广度上达到一个新的高度，同时希望所有阅读本书的读者可以从中获得启发，为新时代推动我国电化学领域的发展做出贡献。

——郭 洪

在原子与分子水平上研究电化学催化剂的表面结构与电催化反应中的表面过程，有助于理解催化活性位点的作用机理，从而促进电化学中电催化剂的实际应用。因此，发展电化学体系的原位、实时、高时空分辨的表征技术对电化学领域的发展具有重要意义。

▲ 原位透射电子显微镜在电化学领域中的应用

电极材料的电化学性能不仅与材料的初始结构有关，还与电化学过程中结构稳定性和结构演变有关。电化学原位表征技术中，“原位”是指对电池进行现场监控，而无须拆解电池和对产物进行后处理。与传统非原位表征技术相比，原位观测是在操作条件下进行的，避免了表征过程中拆解电池、清洗极片，以及材料转移过程中造成的氧化和充放电产物损失，可以直接观察化学过程和结构演变。近年来，各种原位技术都得到了飞速发展，并被广泛应用到各类储能系统的机理研究，受到国内外同行的广泛关注。毋庸置疑，电化学领域的研究已经逐渐开始走出抽象，进入具象化阶段，相信在未来的几十年里，基于电极材料的一系列成熟研究机理会陆续走进人们的视野，原位表征技术将发挥越来越重要的作用。

尽管原位表征技术的研究获得了快速发展，但是目前在国内乃至国际上都没有一本书系统地介绍应用于电化学领域的多种原位表征技术，这对未来想从事这方面研究的人员而言，无法很好地在电化学的研究中联用多种原位表征技术，从而会对他们的研究造成一定困难。基于此，我们将目前常规应用于电化学中的表征技术的研究进展和成果以书的形式展现出来。

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由云南大学郭洪教授及其团队所撰写的《原位表征原理及电化学应用》（郭洪，刘婷婷，杨晓飞著. 北京：科学出版社，2024.4）详尽地介绍各类原位表征技术的使用方法、原位配件工艺和应用案例，并且系统性地总结和归纳X 射线原位技术、原位光谱学及原位电子显微学等的研究和发展历程，很好地概括过去几年以来原位表征技术在电化学发展中的知识积淀和重要技术进展。

本书既注重理论方面基本概念和机理的解释，又注重配件使用方面及原位样品制备流程与技术的阐述。除此以外，作为长期在电化学领域从事一线科研的人员，著者还结合原位表征技术案例的研究经验和体会，以及在各研究方向的最新研究进展，阐述原位表征技术在电化学领域的研究机遇与前景。对本领域的研究者、工程技术人员及相关科技项目管理者，特别是对有志于进入电化学领域的研究生，本书都是一本很好的参考书。

本书的研究成果得到了国家自然科学基金委员会、云南大学双一流建设项目、云南省先进能源材料国际联合研究中心及全固态离子电池绿色能源重点实验室的资助。本书的出版也得到了多位前辈和同行专家的指导、支持和鼓励，在此表示衷心的感谢。

本文摘编自《原位表征原理及电化学应用》（郭洪，刘婷婷，杨晓飞著. 北京：科学出版社，2024.4）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

责任编辑：叶苏苏 高 微

本书全面系统地介绍常用于电化学研究领域的原位表征技术，对各类原位表征技术及其应用示例展开详细的叙述，主要内容包括：原位表征技术在电化学中的发展现状综述、原位X 射线衍射技术及其在电化学测试中的应用、原位傅里叶变换红外光谱仪及其在电化学中的应用、原位拉曼光谱仪及其在电化学中的应用、原位质谱分析技术及其在电化学中的应用、原位电子自旋共振技术及其在电化学中的应用、原位透射电子显微镜技术在电化学中的应用。由基本概念至实际应用案例，本书深入浅出解析各种原位表征技术在电化学领域的应用场景。

本书可作为高等院校新能源等专业的本科生，以及电化学方向的硕士研究生、博士研究生的参考用书，同时可供从事原位表征技术相关研究的科技工作者阅读参考。

（本文编辑：刘四旦）

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