程涛 教授

发布时间:2009-01-01访问量:2037设置


教授 博士生导师


2007年至2012年于上海交通大学获得学士、硕士和博士学位。2012年至2015年在美国加州理工学院从事博士后研究。2015年至2018年在美国光合成联合研究中心(加州理工分部)任研究科学家。201811月加入苏州大学功能纳米与软物质研究院,被聘为教授、博士生导师。


电子邮件:tcheng@suda.edu.cn


课题组网页:https://tcheng-suda.github.io/


研究领域:

近五年来,主要从事理论化学与能源催化交叉领域的理论研究,即开发理论模拟计算方法并将其应用于能源相关的重要电化学反应其中包括反应机理研究、材料性质预测和先进功能材料的设计。例如,应用第一性原理显式溶剂模拟,研究固液界面结构和化学反应;应用统计热力学方法计算电化学反应的自由能位垒;利用多尺度模拟方法,对一系列重要的电化学反应机理进行了研究,其中包括二氧化碳电还原、氧气电还原和氢气电还原等。


主要成果和贡献:

在理论计算方法方面,利用显式-隐式溶剂模型精确调控模拟电极电势,实现原位模拟电化学反应;利用分子力学力场模拟气相沉积实验,成功模拟得到了碳纳米管负载的金属纳米颗粒,达到实际实验尺寸,并通过统计方法解析了金、铜纳米颗粒表面二氧化碳还原活性位点;独立开发了加速分子动力学算法,将燃烧和热裂解模拟效率提高超过九个数量级,

在二氧化碳电还原的工作中,通过自由能计算完成了二氧化碳十六种还原产物的反应图谱;在氧气还原方面,发现了表面吸附的高活性水分子直接参与界面反应过程;解析了铂纳米线催化剂活性位点。在氢气还原方面,成功解释了氢吸附能随pH升高而升高这一反常现象。这些理论预测工作为指导实验合成提供了可循的规律和新思路。

迄今为止共发表SCI论文 48 篇。其中第一作者论文19篇,通讯作者论文1篇。部分文章发表在Proc. Natl. Acad. Sci. USAJ. Am. Chem. Soc.J. Phys. Chem. Lett.Science等。原创成果曾被选为J. Am. Chem. Soc.内封面插图文章,被J. Am. Chem. Soc. spotlightAIP等媒体予以亮点报道和专题评述。受邀担任10余个国际主流学术期刊审稿人。


招生方向:

本课题组热忱欢迎有志从事科研工作的本科生、硕士研究生和博士研究生加盟。招生方向包括“化学”、“应用物理”、“材料科学”以及“计算科学”等。欢迎具有化学、物理、材料以及编程背景的同学报考。有疑问请随时联系tcheng@suda.edu.cn


招聘信息:

根据课题组发展需要,现拟招收1-2名从事统计热力学、量子化学、电化学催化、表面化学和新能源等研究领域的博士后研究人员,具有编程经验、算法开发和机器学习相关研究方向的申请者优先考虑。待遇优厚,且有机会到国外访学一年。有意者请发简历至tcheng@suda.edu.cn


代表性论文:

  1. Cheng T; Fortunelli A; Goddard WA*;Reaction Intermediates During Operando Electrocatalysis Identified from Full Solvent Quantum Mechanics Molecular Dynamics, PNAS. 2019, DOI:10.1073/pnas.1821709116

  2. Cheng T; Jaramillo-Botero A; An Q; Ilyin DV; Naserifar S; Goddard WA*; “First Principles Based Multiscale Atomistic Methods for Input into First Principles Non-equilibrium Transport Across Interfaces”, PNAS, 2018, DOI:10.1073/pnas.1800035115

  3. Cheng T; Wang L; Boris MV; Goddard WA*;“Explanation of Dramatic pH-Dependence of Hydrogen Binding on Noble Metal Electrode: Greatly Weakened Water Adsorption at High pH.”, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7787-7790.

  4. Cheng T; Xiao H; Goddard WA*; “Nature of the Active Sites for CO Reduction on Copper Nanoparticles; Suggestions for Optimizing Performance”, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 11642-11645.

  5. Cheng T; Xiao H; Goddard WA*; “Full Atomistic Reaction Mechanism with Kinetics for CO Reduction on Cu (100) from ab initio Molecular Dynamics Free-energy Calculations at 298 K.” PNAS, 2017, 114, 1795-1800.

  6. Cheng T; Xiao H; Goddard WA*; “Reaction Mechanisms for the Electrochemical Reduction of CO2 to CO and Formate on the Cu(100) Surface at 298 K from Quantum Mechanics Free Energy Calculations with Explicit Water” J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13802-13805.

  7. Cheng T; Goddard WA*; Goddard WA*; Jaramillo-Botero A*; Sun H*; “Adaptive Accelerated ReaxFF Reactive Dynamics with Validation from Simulating Hydrogen Combustion”, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9434-9442.

  8. Sun K#; Cheng T#; Wu LN; Hu YF; Zhou JG; Maclennan A; Jiang ZH; Gao YZ; Goddard WA*; Wang ZJ*; “Ultrahigh Mass Activity for Carbon Dioxide Reduction Enabled by Gold-iron Core-shell Nanoparticles”, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15608–15611. (#equal contribution)

  9. Lum YW#; Cheng T#; Goddard WA*; Ager JW*; “Electrochemical CO Reduction Builds Solvent Water into Oxygenate Products”, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9337-9340. (#equal contribution)

  10. Li MF; Zhao ZP; Cheng T; Fortunelli A; Chen CY; Yu R; Zhang QH; Gu L; Merinov B; Lin ZY; Zhu EB; Yu T; Jia QY; Guo JH; Zhang L; Goddard WA*; Huang Y*; Duan XF*; “Ultrafine Jagged Platinum Nanowires Enable Ultrahigh Mass Activity for the Oxygen Reduction Reaction”, Science, 2016, 8, 3317-3320.

  11. Lipke MC; Cheng T; Wu YL; Arslan H; Xiao H; Wasielewski MR; Goddard WA; Stoddart JF*; “Size-Matched Radical Multivalency”, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3986-3998.

  12. Cheng CY; Cheng T; Xiao H; Krzyaniak MD; Wang YP; McGonigal PR; Frasconi M; Barnes JC; Fahrenbach AC; Wasielewski MR; Goddard WA; Stoddart JF*; “Influence of Constitution and Charge on Radical Pairing Interactions in Trisradical Tricationic Complexes”, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8288-8300.


  责任编辑:杨娟

  


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