715日至716日,苏州大学化学科学国际合作创新中心在701-1551学术报告厅举办能源化学系列讲座。715下午,中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员、中国科技大学余彦教授、中国科学院化学研究所胡松劲研究员应邀依次做了学术报告。

       首先,张铁锐研究员做了题为《水滑石基纳米光催化材料合成太阳燃料和高附加值化学品》的学术报告。张铁锐研究员指出,光催化技术被认为是解决能源问题的最有应用前景的技术之一。发展新型高效的光催化材料是该技术实用化的关键。水滑石基纳米结构材料因其电子结构可调、价格低廉等众多优势,而成为光催化领域的研究热点。

       张铁锐研究员介绍了其研究团队通过在水滑石表面引入缺陷结构增加活性位,增强了对反应物CO2N2等的吸附和活化,进而提升催化活性。另外,通过构造界面活性位,调控中间物种的反应路径,从而实现高附加值产品的高选择性合成。

   

       随后,余彦教授做了题为《高比能低成本室温钠硫电池》的学术报告。余彦教授指出,室温钠硫电池因具有高能量密度和低成本等优势,被认为是最具潜力的储能器件之一。然而,其面临硫正极电子电导差、反应中间产物易溶解穿梭等问题,导致电池可逆突量低、循环寿命短,限制了其商业化应用。合理设计和构筑复合电极结构是提升电池能量密度和循环稳定性的关键。

       余彦教授介绍了课题组利用理论计算筛选预测材料性能,并通过合理的电极结构设计和调控,成功开发出一系列先进的钠硫电池正负极材料:一方面,构筑高效电催化剂与导电基体的复合材料,增强硫正极的导电性,抑制多硫化物溶解穿梭并催化其快速转化,提高硫正极的可逆容量和反应动力学;另一方面,通过在金属钠负极表面构建人工界面保护层、设计三维导电载体以及电解液优化改性,能够诱导钠离子均匀沉积,抑制钠枝晶生长,增强电极的循环寿命和安全性能。此外,通过系统的原位表征手段揭示了室温钠硫电池的电化学反应机理,为发展新型高比能长寿命的钠电池器件提供重要科学依据。

   

       最后,胡劲松研究员做了题为《碳中和愿景下氢能电催化技术的挑战与机遇探讨》的学术报告。胡劲松研究员指出,碳中和愿景下氢能将成为未来终端能源的重要组成部分。氢能的绿色获取与高效利用是实现双碳目标,缓解全球社会可持续发展所面临的能源与环境问题的关键技术。利用可再生清洁能源电解水规模化绿色获取氢气是未来氢能经济发展的基石,但其制氢成本、寿命和可靠性仍然制约了其规模应用。低成本高效制氢电催化剂是决定电解水制氢效率和经济性的关键因素。在氢能利用方面,燃料电池是清洁、高效利用氢能的重要途径。其产业化应用的关键之一也是高性能、低成本电催化剂的规模化制备。因此,双碳目标为氢能电催化技术提供了空前的机遇,但同时也存在着巨大的挑战。

       胡劲松研究员介绍了目前氢能技术的发展现状,着重结合电解水绿色制氢技术和燃料电池领域的研究实例,探讨低成本、高效、可稳定高负荷工作的非贵金属电解水绿色制氢催化剂,以及非贵金属燃料电池电催化剂的设计与构筑,探讨氢能电催化技术目前仍存在的挑战与未来可能的发展机遇