学科：动力工程及工程热物理    

最高学位：工学博士

专业技术职务：教 授

行政职务：系主任

博/硕导：博士生导师

政治面貌：中共党员

办公电话：13803431396

电子信箱：hqiwang@nuc.edu.cn

通讯地址（邮编）：山西省太原市尖草坪区学院路3号（030051）

研究领域（个人主页：http://www.polymer.cn/ss/hqiwang/index.html）

王慧奇，男，博士，教授。担任中北大学能源材料系主任，临汾市民营经济发展促进中心副主任（挂职）。入选山西省优秀青年学术带头人、江苏省“双创计划”科技副总项目。担任《Rare Metals》青年编委，中北大学学报（自然科学版）青年编委。主要从事先进电池技术开发与应用研究。迄今获山西省自然科学二等奖2项，授权国家发明专利15项，实审发明专利10项，成果转化2项，在Small、Appl. Catal. B-Environ、J.Mater. Chem. A、Carbon、J. Power Sources、Chem. Eng. J.、Electrochim. Acta、Mater. Adv.等高水平国际期刊共发表SCI收录论文60余篇。首次设计制备了高能量密度硼量子点电化学储能材料。成果被Chem. Rev.、Chem. Soc.Rev.、Acc. Chem. Res.等顶级期刊引用和正面评述，而且多部著作把团队成果作为主要方法或内容写入了书中，产生了重要影响。与省内外诸多“专精特新”中小企业建立了成果转化赋智通道。主持承担国家自然科学基金（青年、面上）、山西省重点研发计划项目、山西省基础研究计划项目10余项，纵向项目到款金额200余万元。主持承担山西省教学改革项目2项，校级教改项目1项（结题），发表教改论文2篇。指导本科生参加多项创新创业项目和学科竞赛、获省部级教学奖励3项、获得国家级大学生创新创业项目支持1项。

招生方向

（1）亚稳态材料功能化设计（硼量子点、硼烯宏量制备）

近年来，课题组聚焦于轻元素亚稳态硼纳米结构的设计合成及其功能化研究。目前已掌握多种硼纳米结构的制备技术，并在电催化、氮还原、太阳能电池、动力电池等领域进行了诸多探索性研究。

（2）固废资源化利用技术（硅基固废短程高值循环利用示范）

通过对晶体硅切割废料进行简单的预处理并制备成硼掺杂的硅基负极材料，为解决硅切割废料的再利用提供了可行方向，同时很好地解决了硅基负极材料在锂离子电池循环过程中的体积膨胀问题，此外，硼掺杂的硅基负极材料大大改善了硅基负极材料的导电性能，也增强了硅基负极材料的循环稳定性能。

（3）动力电池负极材料（碳基新材料、硼碳结构、双金属氧化物）

课题组以开发高能量密度动力电池负极材料为目标，重点研究了硅碳复合结构、硼碳结构、淀粉炭、木质炭等多种负极材料的规模化制备技术、电化学储能性能的评价方法。

（4）硼催化石墨化制造技术（操纵气相硼原子优化碳结构性能）

课题组以开发高能量密度动力电池负极材料为目标，重点研究了硅碳复合结构、硼碳结构、淀粉炭、木质炭等多种负极材料的规模化制备技术、电化学储能性能的评价方法。在掌握气相硼原子控制技术的基础上，提出利用气-固反应工艺一步制得高石墨化度碳材料的技术路线，目前已获得气相硼催化石墨化技术。

招生专业

新能源材料与器件、储能科学与技术、新能源科学与工程

教育背景

2010.03--2013.07 中科院山西煤炭化学研究所 工学博士

2007.09--2010.03 天津工业大学 工学硕士

2003.09--2007.07 中北大学 工学学士

奖励与荣誉

（1）山西省自然科学二等奖（第二完成人，2020）

（2）2013年度中国科学院优秀毕业生

专利成果

（1）王慧奇;王杰;林申进;李阳 一种稳定型低温恒温槽，ZL202110433932.5，2022-07-05

（2）王慧奇;王美;白娜 硼碳薄壁空心球的制备方法，ZL202110359220.3，2022-02-22

（3）王慧奇;王美;卫彦宏 一种硼掺杂硅基负极材料的制备方法及其应用，202110359202.5，2021-04-02

（4）王慧奇;王美;安铎 一种硼量子点/石墨烯复合材料的制备方法，202011104373.5，2020-10-15

（5）王慧奇;王美;景伟锋 一种以木头为原料制备三维孔道结构的方法，202011075668.4，2020-10-10

（6）王慧奇;王美;韩佳城 一种氧化硼量子点的制备方法及应用，ZL202011075482.9，2022-03-08

（7）王慧奇;苟立;李莹 一种Si@MXene纳米复合材料及其制备方法，ZL202010870633.3，2022-09-09

（8）王慧奇;安铎;李莹 一种硼量子点、及其稳定化处理方法和应用，ZL202010071870.3，2022-09-27

（9）王慧奇;李莹;安铎 一种硼量子点的制备方法和应用，ZL201910555713.7，2022-06-07

（10）王慧奇;王泽霖;崔向前 一种碳质纳米复合材料的制备方法及其应用，ZL201811470997.1，2021-07-23

（11）王慧奇;李莹;苟立一种水溶性BCx量子点的制备方法，ZL201810847929.6，2021-04-20

（12）王慧奇;李莹;安铎 一种原子晶体硼掺杂碳材料的制备方法，ZL201810745571.6，2020-12-11

（13）王慧奇;韩涛;靳秀芝 一种无氟、无硅新型超疏水炭材料的制备方法，ZL201410724543.8，2016-04-06

（14）王慧奇;韩涛;靳秀芝 碳纳米球-碳纤维多尺度增强体的制备方法，ZL201410391150.X，2016-06-01

（15）王立勇;王美;王慧奇 一种纳米螺旋石墨纤维材料及其制备方法和应用，ZL202210600084.7，2022-05-30

（16）王美;王慧奇;李莹 一种尖晶石型氧化物催化剂的制备方法与应用，ZL202010796169.8，2020-11-17

（17）王美;王慧奇;李莹 一种铝掺杂量可控的过渡金属氧化物的制备方法及应用，ZL202010671985.6，2022-03-15

（18）张会念;王慧奇;贾素萍 金属空气电池用碳气凝胶负载钴单原子催化剂、制备方法及其应用，ZL202110726906.1，2021-06-29

代表性论文（第一作者及通讯作者）

（21）Boron and nitrogen double-doped carbon flower prepared by in-situ copolymerization as anode materials for lithium-ion batteries. Journal of Applied Polymer Science 2023, 140(9): e53544.

（20）Xiaoguang Wang. Self-assembled NiMn2O4 shell on nanoporous Ni(Mn) core for boosting alkaline hydrogen production. Applied Surface Science 2023, 614: 156152.

（19）Nickel foam deposited with borophene sheets used as a self-supporting binder-free anode for lithium-ion batteries. CrystEngComm 2023, 25(23): 3391-3402.

（18）AlP-regulated phosphorus vacancies over Ni-P compounds promoting efficient and durable hydrogen generation in acidic media. Dalton Transactions 2022, 51(10): 4033-4042.

（17）Dealloying-Derived Porous Spinel Oxide for Bifunctional Oxygen Electrocatalysis and Rechargeable Zinc-Air Batteries: Promotion of Activity Via Hereditary Al-Doping ChemSusChem 2022, 15(21): e202201518.

（16）Atomic Fe-N-5 catalytic sites embedded in N-doped carbon as a highly efficient oxygen electrocatalyst for zinc-air batteries. Materials Chemistry Frontiers 2021, 5(23): 8127-8137.

（15）Rational construction of densely packed Si/MXene composite microspheres enables favorable sodium storage. Rare Met 2022, 41(5): 1626-1636.

（14）Bottom-up synthesized crystalline boron quantum dots with nonvolatile memory effects through one-step hydrothermal polymerization of ammonium pentaborane and boric acid. CrystEngComm 2022, 24(18): 3469-3474.

（13）Richly electron-deficient BCxO3-x anodes with enhanced reaction kinetics for sodium/potassium-ion batteries. Materials Chemistry Frontiers 2022, 6(14): 1882-1894.

（12）Incorporating quantum-sized boron dots into 3D cross-linked rGO skeleton to enable the activity of boron anode for favorable lithium storage. Chem Eng J 2021, 425.

（11）Constructing mild expanded graphite microspheres by pressurized oxidation combined microwave treatment for enhanced lithium storage. Rare Met 2021, 40(4): 837-847.

（10）Pore structure engineering of wood-derived hard carbon enables their high-capacity and cycle-stable sodium storage properties. Electrochim Acta 2021, 391.

（9）Lattice-Coupled Si/MXene Confined by Hard Carbon for Fast Sodium-Ion Conduction. ACS Applied Energy Materials 2021, 4(7): 7268-7277.

（8）PbTe nanodots confined on ternary B2O3/BC2O/C nanosheets as electrode for efficient sodium storage. Journal of Power Sources 2020, 461.

（7）Three-dimensional B-doped porous carbon framework anchored with ultrasmall PbO/Pb nanocrystals for lithium storage. Ceramics International 2017, 43(15): 12442-12451.

（6）Highly microporous graphite-like BCxO3-x/C nanospheres for anode materials of lithium-ion batteries. J Mater Chem A 2017, 5(6): 2835-2843.

（5）Fabrication of boron-doped carbon fibers by the decomposition of B4C and its excellent rate performance as an anode material for lithium-ion batteries. Solid State Sciences 2015, 41: 36-42.

（4）Multiscale carbon nanosphere-carbon fiber reinforcement for cement-based composites with enhanced high-temperature resistance. J Mater Sci 2015, 50(5): 2038-2048.

（3）A facile route for PbO@C nanocomposites: An electrode candidate for lead-acid batteries with enhanced capacitance. Journal of Power Sources 2013, 224: 125-131.

（2）Microstructure and thermophysical properties of B4C/graphite composites containing substitutional boron. Carbon 2013, 52: 10-16.

（1）Microstructural evolution and oxidation resistance of polyacrylonitrile-based carbon fibers doped with boron by the decomposition of B4C. Carbon 2013, 56: 296-308.

科研活动

主持（承担）科研项目

（1）硼量子点缺电子结构调控及超高容量储锂机制研究，2024/01-2027/12，50万元，国家级，主持。

（2）高容量高倍率人造石墨负极材料的中试和产业化，2022/01-2024/12，120万元，省部级，主持。

（3）高储锂活性硼量子点/纳米碳复合体系的构建与储锂机制研究，2022/01-2024/12，8万元，省部级，主持。

（4）高性能快速材料破碎装备与超低温恒温槽控制，2021/09-2024/08，30万元，地市级，主持。

（5）高速列车刹车闸片用C/C-SiC复合材料的制备新技术开发，2018/12-2020/12，20万元，省部级，主持。

（6）高储钠能力类石墨烯硼碳新结构的制备及调控机制，2018/01-2020/12，30万元，国家级，主持。

（7）碳质功能材料，2018/01-2020/12，20万元，省部级，主持。

特邀、邀请等会议报告

（1）低维硼碳结构的制备与储钠性能研究，太原能源低碳发展论坛，2018-9-16

（2）高比能储锂电极材料设计，第五届全国能量转换与存储材料学术研讨会，2020-10-15

（3）硼量子点序构化制备高比能电极材料，第五届全国能量转换与存储材料学术研讨会，2021-04-23

（4）低维硼碳结构的制备及其储钠性能，第十三届全国新型炭材料学术研讨会，2017-10-24

（5）硼纳米结构电化学储能活性的激发机制，第十四届全国新型炭材料学术研讨会，2019-10-08

（6）硼量子点序构化制备高比能电极材料，第十五届全国新型炭材料学术研讨会，2021-10-14

（7）低维硼碳结构的制备与应用，特种炭/石墨材料青年学术论坛，2018-07-21

（8）Multiscale Carbon Reinforcement prepared by Hydrothermal route，International symposium on aqua science and water resource，2014-8-13

（9）Fabrication of boron-doped carbon fibers with enhanced lithium storage properties using the vapor boron，International Symposium of Young Scientists on Next-Generation Batteries，2015-8-01

（10）低维硼碳结构的制备与储钠性能研究，第三届中国（国际）能源材料化学研讨会，2018-8-24

（11）亚稳态材料的电化学储能机制研究，中国颗粒学会第十一届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会，2020-10-23

（12）面向工程教育认证"新能源材料与器件"专业建设思路探讨，中国新能源材料与器件第四届学术会议，2020-9-24

 

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