康奈尔大学能源系统博士后研究计划

康奈尔大学能源系统博士后研究员旨在吸引能源科学、工程和材料领域最优秀、最聪明的年轻研究人员到康奈尔大学。目标是培养一批从事能源前沿研究的独立学者。研究员将与康奈尔大学的教师赞助商合作开展符合CESI使命的项目。
康奈尔能源系统研究所 （CESI） 的使命是“通过材料、技术和系统设计的创新，使低碳足迹的智能能源系统成为常态”。为了实现这一使命，该研究所支持一项雄心勃勃的议程，从发现研究到技术转化和系统集成。目标是促进材料、设备、数据分析和算法以及智能系统架构的前沿研究，以降低成本、提高性能和减少能源系统的碳足迹。该研究所还充当主题专家、项目和多用户设施的中心，将以能源为中心的研究成果转化为原型，将原型转化为商业实践。虽然CESI对能源系统和技术研究的所有领域的提案感兴趣，但目前对以下领域特别感兴趣：
碳捕获、封存和再利用： 涉及设计新型材料系统的方法，以及集成 CO 电化学、化学和微生物途径的分子和/或工艺系统设计和工程2强烈鼓励捕获和利用。考生应该有兴趣通过利用新的实验方法和建模方法来推进碳转化的分子尺度基础。受自然或地球启发的非常规方法，有助于设计能量或原子上有利的途径，用于反应性分离、新型和高价值产品的定向合成，或对环境无害地使用和储存一氧化碳2来自点源排放和分布式源（例如，直接空气或海洋捕获）是值得关注的。鼓励自然和工程碳去除策略的协同整合，例如使用系统生物学来利用天然微生物群落来加速天然一氧化碳2矿化。
能源生产、分配、建筑和系统集成：我们的发电系统的本质正在发生变化;用可再生能源取代化石能源，分布式能源资源和存储的快速增长，以及消费者参与负载灵活性（例如，电网互动高效建筑）和点对点交易计划的增长。在可再生能源渗透率不断提高和电气化（特别是运输和供热行业）的情况下，我们满足不断变化的电力需求的能力取决于最佳投资和运营。该领域的候选人应该对不确定性下的复杂网络（包括但不限于电力系统、建筑系统、交易能源系统）的建模和优化以及大规模基础设施转型的社会技术挑战特别感兴趣。
电气化和可持续交通：从广泛的建模角度分析交通中的能源效率，包括促进车辆电气化广泛采用的方法。鼓励对协调电动汽车充电的设计和控制或住宅充电的最佳截止日期安排特别感兴趣的候选人。考生还可能有兴趣使用系统建模方法向可持续交通的社会技术过渡，该方法可以产生最佳的扁平负载，从而提高电力系统的可靠性并降低系统成本和排放。也鼓励对电气化交通应用的电力电子硬件建模、设计和开发感兴趣的候选人申请，例如车载和快速有线充电以及固定和动态无线充电。
 可再生能源应用材料：为了更高效、更廉价、更可持续地生产、储存和运输能源，我们需要对新材料和设备进行持续创新。加入世界领先的研究工作，发现和开发各种与能源相关的材料，如光伏、热电、先进电池材料和催化剂、膜和移动燃料电池支架。此外，还对将环境影响降至最低的材料加工进行了研究。

课程结构
•CESI 奖学金为期两年，提供高达 50% 的与赞助康奈尔大学博士后科学家相关的费用，另外 50% 由教师顾问提供。
•从 2023 年开始的两年内将颁发两到三个奖学金。开始日期将在 2023 年 <> 月至 <> 月之间。这是灵活的，并基于候选人的顾问和CESI之间的协议
•奖学金的年薪为 58,000 美元，康奈尔大学员工的全部福利，以及每年 5,000 美元的研究和旅行相关费用
•奖学金期限为两年。第二年取决于研究员、顾问和 CESI 之间的表现和相互协议
•博士后研究员可以在康奈尔大学、其他相关机构或根据他们的研究要求在该领域度过不同部分的奖学金。
•所有研究员都可以访问康奈尔大学博士后研究办公室，该办公室提供职业服务，包括简历和简历撰写、面试准备、专门为博士后设计的研讨会，包括博士后领导力计划和社交活动。
•该研究员的任命将在CESI进行

申请流程
申请将在竞争过程中进行审查，旨在评估资格、拟议研究的质量和原创性，以及工作促进 CESI 教师之间新研究合作的潜力。申请人不应已经加入康奈尔大学的目标研究小组。成功的申请必须至少有两名康奈尔大学的教职员工赞助商，其中至少一名应该是活跃的CESI教职员工。成功的申请者还应该有卓越的研究记录，并由适合其领域的外部指标证明，例如高影响力的出版物、奖项、专利和国际会议上的受邀演讲。
所有研究员都同意在任命期间在所有出版物和演讲中都包含CESI署名。
CESI研究员还将获得康奈尔研究员协会的终身会员资格，以及其他享有盛誉和竞争性授予的康奈尔大学博士后奖学金的参与者。
 

所需申请材料：
1. 简介 – 申请摘要（最多 1 页）
2. 个人陈述，包括对申请人博士研究项目的简要描述和对申请人职业目标的讨论。（最多 1 页）
3. 简历，包括出版物和演讲清单。（最多 2 页）
4. 研究声明，应明确说明拟议工作与CESI研究任务之间的关系。该提案还应列出康奈尔大学教职员工赞助商的姓名、电子邮件地址和隶属关系。（最多 2 页）
5. 康奈尔大学赞助商的支持信。由多个赞助商共同签署的一封信是可以接受的。（每封信最多 1 页）
6. 推荐信：至少一封（例如，来自论文导师、合作者）。

现任和前任CESI博士后研究员
大卫•安德鲁•斯佩克特（2022）
David 于 2021 年获得应用物理学博士学位。作为一名本科生，他主修物理学，辅修环境科学和政策，旨在从事研究工作，开发能够减少我们对环境影响的技术。他对物理学和生物学之间交叉点的兴趣导致了他随后在康奈尔大学兰伯特实验室的博士工作，在那里他研究了CRISPR的物理学，CRISPR是一种能够实现人类与DNA可编程交互的生物系统。他使用下一代测序来研究CRISPR蛋白Cas12a结合的序列特异性决定因素，以及如何利用这些蛋白质的结合通过合成基因回路控制基因表达。通过他的博士研究，他开始体会到合成生物学——我们在高水平上设计生物体的新能力——是多么强大。
虽然很明显，在短期内缓解气候变化的最佳方法是减少和消除排放，但也许更清楚的是，由于缺乏政治意愿和能源转型乏力，未来将需要能够大规模地从空气或海洋中封存碳。 十亿吨级规模。David的目标是设计Barstow实验室研究的电活性微生物，以便能够使用来自碳酸盐沉积微生物的遗传途径对大气中的碳进行生物矿化。这将支持一个过程，该过程可以使用生物矿化（负碳过程）从大气中加倍吸收碳，该过程使用以二氧化碳衍生的甲酸盐为食的微生物（碳净零过程）和来自工业或采矿副产品或自然资源（如地质储层或海水）的钙、铁或镁离子。

乔森•索托•佩雷斯
Joesene J. Soto Perez是波多黎各大学Rio Piedras校区化学系的最后一年博士生（分析化学）。他目前是布鲁克海文国家实验室化学系表面电化学和电催化组的访问科学家。Joesene 的研究生工作重点是理解新兴纳米材料的化学性质，即低负载铂族金属 （PGM） 与第一排过渡金属相结合进行能量转换反应。他强调了使用原位和操作XAS实验与电化学相结合来研究碱性和酸性介质中的这些材料。
作为CESI的博士后研究员，Joesene Soto将研究非贵金属电催化剂进行能量转换反应（ORR、OER、HER和HOR）。他的研究项目名为“识别非贵金属燃料电池催化剂中的活性-稳定性关系”。他将特别关注 3D 钙钛矿氧化物和金属碳化物/氮化物。原位和操作电化学XAS实验将提供有关电催化剂浸出行为的宝贵信息，最终转化为真实条件下的性能和耐久性见解。

里贾纳•加西亚-门德斯〔2020〕
Regina Garcia-Mendez 于 2020 年在密歇根大学获得材料科学与工程博士学位，师从坂本杰夫教授。她的研究生工作重点是将陶瓷固体电解质的结构和界面效应与固态电池中锂金属的循环稳定性相关联。尽管最近的研究主要集中在锂阳极-电解质界面上，包括她的论文，但固体电解质在高压下的实际稳定性仍需要进一步研究。特别是电极材料和界面的（电）化学演变，由于这些系统的全固体性质，这些材料和界面通常与机械降解有关。
作为CESI博士后研究员，Garcia-Mendez的研究将致力于在整个阴极原位形成阴离子聚合物涂层，以防止固体电解质暴露于氧化，并在组件之间实现紧密接触。此外，聚合物的柔顺性可以适应循环过程中的体积变化，从而保持容量。Regina的研究项目名为“原位生成的阴极电极界面，用于陶瓷电解质的高压稳定”。先进的表征技术，如原位软硬X射线散射和成像技术，以及电化学阻抗谱（EIS）测量，将用于了解界面的形成过程和演变。此外，还将研究动态条件下的流动性和结构变化。

姜哲（2020）
Cheol Kang是首尔国立大学化学系的最后一年博士生（由Tae-Lim Choi教授指导）。他在同一系完成了学士学位，并于 2014 年开始攻读博士学位。在课程中，Cheol专注于开发使用Ru基烯烃复分解催化剂从多炔单体制备共轭多烯和多烯炔的合成方法。通过结合烯烃复分解和金属1,3位移反应（级联M&M聚合），他能够通过链生长机制控制合成共轭多烯炔。完成博士学位后，他将加入康奈尔大学化学与化学生物学系的Coates小组。
作为一名博士后研究员，Cheol的目标是通过将氧化还原活性侧链与导电聚合物骨架相结合来开发新的有机正极材料。迄今为止，大多数传统电池都包含稀有、昂贵且耗能的无机材料，可回收利用。相比之下，有机材料能够获得更绿色的储能系统，因为它们基于更易于回收的天然丰富元素。Cheol提出通过1,6-庚二炔衍生物的活性环聚合，制造由导电主链和氧化还原活性侧链组成的新型聚合物正极材料。由于聚乙炔主链固有的导电性，这种新材料将不需要使用碳添加剂，碳添加剂通常被添加到传统的有机阴极中以获得更好的电子导电性。此外，他建议通过使用交联剂（共价连接的两个二炔单元）来制备网络聚合物，以提高结构稳定性，从而增强充放电循环稳定性。由于这种聚合体系的生命特性，甚至可以与具有亲水基团的单体进行嵌段共聚，这将提高阴极材料的离子电导率。这种多功能材料将为可持续、多功能和潜在的低成本储能设备提供更好的机会。
 

双岩郎（2019）
郎双岩是博士研究生的最后一年（导师是教授）。Li-Jun Wan 和 Rui Wen）在中国北京中国科学院化学研究所 （ICCAS） 物理化学专业。她于2014年在吉林大学化学系获得学士学位。她的博士研究重点是通过EC-AFM（电化学原子力显微镜）对Li-S电池的界面过程和动力学进行原位研究。她将从事的研究项目名为“Li/S 电池作为下一代电能存储技术的操作基础研究”。
她的研究重点是界面过程的操作观察和表征，以及对锂硫电池反应机理的深入研究。通过使用先进的操作技术（方案 1），例如基于 X 射线的方法、原位 TEM 和冷冻 STEM，她打算实现 CEI（阴极电解质界面）和 SEI（固体电解质界面）的形态和结构演变的直接可视化，为锂硫电池中界面过程的微妙相互作用提供详细的机理理解/图片，并为先进的新设计标准提供有见地的线索。 下一代电能存储技术。

亚历克莎•施密茨 （2019）
Alexa Schmitz目前是康奈尔大学巴斯托生物与环境工程实验室的博士后。Alexa 来自宾夕法尼亚州东南部，在俄亥俄州欧柏林的欧柏林学院和音乐学院完成了生物化学和小提琴演奏学士学位。然后，她在巴拿马的史密森尼热带研究所实习，研究巴拿马运河中部一个岛屿上微生物树根内共生体之间的竞争性相互作用。为了获得微生物学和分子生物学方面的能力，Alexa 加入了哈佛医学院 Cammie Lesser 博士的实验室，在那里她开发了一种用于可视化酵母中蛋白质-蛋白质相互作用的显微测定法，她用它来研究痢疾的病原体福氏志贺氏菌如何分泌 III 型效应蛋白。Alexa最初来到康奈尔大学攻读植物病理学和植物微生物生物学博士学位，她在博伊斯汤普森研究所的Maria Harrison博士的实验室完成了该博士学位，研究了有益丛枝菌根真菌与植物根系之间相互作用的分子机制。现在在巴斯托实验室，她很高兴能利用微生物对可持续能源问题进行生物工程设计。当不在实验室时，Alexa继续追求她对音乐的热情，作为伊萨卡尤加室内乐团的小提琴手。
作为CESI的博士后研究员，Alexa Schmitz将致力于开发一种高效、可持续、对环境负责且具有商业可行性的稀土元素（REE）提取系统。由于这些关键金属被用于许多重要技术，尤其是可再生能源系统，因此全球对这些关键金属的需求正在迅速上升。通常，稀土元素的提取需要刺激性化学品以及高温和高压。一个有前途的替代方案是使用细菌氧化葡糖杆菌，通过生产强而可生物降解的有机酸，从报废废物中生物浸出稀土元素。此外，细菌用来产生酸的昂贵糖可以通过使用真菌里氏木霉酶分解农业废物（如玉米秸秆）来获得。虽然这种组合的生物系统可以在实验室中工作，但扩大商业应用规模将需要对这两种微生物进行大量改进。Alexa将与她的联合顾问Buz Barstow和Esteban Gazel合作，并与爱达荷州国家实验室的研究人员合作，全面鉴定分别由氧化甘草和里塞秸秆消化的稀土生物浸出和玉米秸秆消化的基因，然后通过生物工程针对这些基因进行改进。结合改良的氧化甘菊和改良的里氏锥菌的生物浸出系统，可以为从报废废物中回收对环境负责和可持续的稀土元素提供改变游戏规则的解决方案。