张鹤

技术职称：研究员、博士生导师

电分析化学重点实验室

通讯地址：分析楼426

电话：18843103146

    Email：hezhang@ciac.ac.cn

研究领域：

电分析化学、基础电化学、生物电化学、光电化学

研究方向：

1.单体电化学与纳米界面化学测量

发展以扫描电化学细胞显微镜（SECCM）为核心的纳米尺度电化学测量方法，开展单颗粒、单界面及局域电化学行为研究；解析材料结构、缺陷、尺寸及局域微环境对电化学过程中的电荷转移、离子传输和催化反应的影响，建立纳米尺度下“结构-活性-功能”之间的构效关系，并进一步开发高精端多模态纳米电化学探针仪器、仿真电化学AI大模型等。

图1 扫描电化学细胞显微镜分析单颗粒催化剂电化学活性示意图（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 41650）

2.酶生物电化学与化学修饰电极

围绕生物酶-电极界面的电子传递与催化调控，开展从酶的定向进化（蛋白表达与制备）到电极界面修饰（生物无机界面组装），研究酶生物电催化过程中电子传递、底物流/辅因子流及稳定性调控因素；构建高效生物电催化界面，开展生物质资源转化、生物燃料电池以及可穿戴/植入式生物传感等研究，并探索基因工程与电化学界面调控相结合的新型生物电化学体系。

图2 分子桥连策略强化漆酶取向组装与界面电子传输的协同匹配（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1547；J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16416）

3. 生物-光电杂化与前沿学科交叉
    开展酶生物催化与光电催化耦合的杂化体系，研究酶、光电半导体及分子催化单元之间的跨界面电荷传递与能量转换机制；通过时空分级调控氧化还原反应，实现太阳能、生物质化学能与电能的协同利用，发展面向绿色合成、能源转化与环境净化的人工光酶催化体系。

图3 甘油/氧光酶生物燃料电池示意图（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 23073；J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 41650）

    欢迎对电分析化学、基础电化学、生物电化学、光电化学及相关交叉研究感兴趣的同学和青年科研人员加入课题组。招收分析化学、物理化学及相关专业的硕士生、博士生，同时长期招聘博士后和助理研究员。欢迎具有材料、化工、生物、仪器科学、电子信息、计算机等不同学科背景的申请者开展交叉研究。

     课题组主要围绕单体电化学与微纳界面测量、酶生物电化学与生物界面调控、生物-光电杂化与能源转换等方向开展研究。根据个人兴趣和学科背景，可参与纳米电化学测量、电化学仪器与探针开发、生物电催化、酶工程、光电化学以及数据分析与智能化电化学等研究。

    对于硕、博研究生，希望申请者具有良好的科学好奇心、独立思考能力和实验动手能力，具有责任心和团队合作意识；不要求入组前已经掌握所有相关技术，更看重学习能力、科研兴趣和长期投入。对于博士后、助理研究员，希望具有较好的科研训练和独立开展研究的能力，鼓励结合自身研究背景发展新的交叉方向。具有电化学、材料合成、生物化学、酶工程、电子仪器、程序设计或数据分析等相关研究基础者均十分欢迎。

2026-至今  中国科学院长春应化所，研究员

2023-2026  德克萨斯大学奥斯汀分校，博士后研究员

2021-2022 中国科学院长春应化所，助理研究员

2015-2020 中国科学技术大学，获博士学位

    2011-2015 山东师范大学，获学士学位

2021 年，中国科学技术大学优秀博士学位论文

2020 年，中国科学技术大学优秀毕业生

2020 年，中国科学院院长优秀奖

长期围绕微纳尺度电化学测量、生物电化学界面调控及光-生物杂化前沿交叉开展研究，重点关注复杂电化学体系中结构、界面、电荷传递与功能之间的内在关联，并致力于发展多模态、高时空分辨电化学测量方法及新型生物/光电催化体系。发展了以扫描电化学细胞显微镜（SECCM）为核心的单体电化学研究方法，在单颗粒尺度揭示材料结构缺陷、电化学活性域及储能/催化性能之间的构效关系；围绕酶-电极界面电子传递与辅酶循环，构建了多种生物电催化与生物质高值转化体系；进一步将生物催化与光电化学耦合，探索太阳能、生物质化学能与电化学能协同利用的新型人工杂化体系。相关研究兼具方法创新、基础机制解析与功能体系构建，形成了从“测量-解析-调控”到“能源-环境应用”的研究特色。目前已发表SCI 论文37篇，其中第一/通讯作者论文17篇，包括JACS 4篇、Angewandte Chemie 1篇，论文总引用1600余次，并参与国家自然科学基金面上项目等科研工作。