【11月27日】肖丰收/邓德会/李炫华/王雪：可持续燃料合成 | Cell Press Live讲座预告

肖丰收，1963年出生，博士，浙江大学求是特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划首席科学家。当前为亚洲-太平洋催化理事会(APACS)副主席、美国化学会Industrial & Engineering Chemistry Research杂志副主编，主要致力于沸石分子筛研究，发表研究论文500余篇，他引30000余次，授权专利120余项，H因子94。

据勒夏特列原理设计合成高效催化材料

根据勒夏特列原理，通过提高反应物的浓度与加快反应产物的扩散可以有效提高反应速率。根据这一原理，在沸石催化反应中，我们调整催化剂表面吸附物来设计沸石基催化剂。我们已经证明，在一系列反应中，富集反应物和中间体以及快速转移产物可以显著提高催化活性和选择性。例如，通过对沸石基催化剂构建“分子栅栏”，生成的过氧化物被限制并富集在沸石晶体中，最终实现氢、氧、甲烷高效转化为甲醇；将孤立的硼中心引入到MFI骨架中，在硼硅酸盐沸石中形成独特的-B[OH…O(H)-Si]₂结构，对丙烷氧化脱氢制丙烯具有很强的活性和选择性；通过将Cu纳米颗粒加载到含有丰富硅醇巢的脱铝Beta沸石上，形成稳定的Cu纳米颗粒，对草酸二甲酯（DMO）加氢具有耐久性。

邓德会，中国科学院大连化学物理研究所能源与环境小分子催化研究中心主任，研究员，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划首席科学家。从事能源与环境小分子催化转化方面的基础科学和应用研究。原创提出“铠甲催化”概念，开发出高活性、长寿命、低成本“铠甲催化剂”，研制出高性能电解水制氢制氧系统并实现产业应用。在Science、Nat. Catal.、Nat. Nanotechnol.、Nat. Synth.等国际著名刊物上发表SCI论文100余篇，他引2万余次，申报国内外专利150余件。已承担科技部国家重点研发计划项目、基金委基础科学中心项目、基金委重大项目、中国科学院先导专项、英国bp公司、丹麦Topsoe公司等多个科研项目。入选科睿唯安全球“高被引科学家”（2022、2023），获2023年度青山科技奖、2020年度国家自然科学奖一等奖（排名第四）、中国科学院青年科学家奖（2022）、中国科学院青年五四奖章（2022）、中国化学会青年化学奖（2017）、国际催化大会青年科学家奖（2016）等荣誉。目前担任Chinese Journal of Chemistry期刊副主编，Chem Catal.、J. Energy Chem.、EnergyChem、The Innovation、Carbon Future、Surface Science and Technology、化学学报、结构化学等期刊的编委或顾问编委。

能源与环境小分子催化转化新途径

能源与环境小分子如CH₄、N₂、H₂O、CO₂等的转化在全球物质与能量的转化与利用过程中发挥了非常重要的作用。这些小分子在自然界广泛存在，极其丰富但却极其惰性。因此，这些分子的转化过程传统上往往需要高温、高压等苛刻的反应条件，导致高的能耗和高的碳排放。如何在温和条件下实现这些小分子的高效催化转化新途径，对实现能源革命和双碳目标具有重要意义。我们团队通过铠甲催化剂、二维晶格限域催化剂等的表界面调控和可控制备，针对CH₄、N₂、H₂O、CO₂等惰性小分子高效活化和转化，通过热催化、电催化以及多能耦合反应过程上的创新，突破了这些惰性小分子在温和条件下难以高效催化转化的瓶颈，开发了系列惰性小分子新的催化反应过程和新途径，实现了部分相关过程的工业中试和应用。

李炫华，男，西北工业大学材料学院教授，长期从事光催化与太阳能材料研究，主持国家重点研发计划课题、基金委国际合作项目、面上项目（3项）等各类项目10余项。以通讯作者在Science, Nat. Energy，Nat. Commun., Sci. Adv.等国际期刊发表论文100余篇，授权国家发明专利33项。获得中国材料研究学会科学技术一等奖（排名一），入选国家级青年人才，担任陕西省重点科技创新团队负责人，受聘2个省部级重点实验室副主任和英国伦敦玛丽女王大学客座教授等。

光催化分解水及其废热发电的材料体系

光催化分解水制氢具有体系简单、低成本、易规模化的优点，成为绿氢制备未来发展的必然方向。光解水的关键在于发展高效光催化材料，金属硫化物是当前主流研究的、极具潜力的光解水材料之一。目前，金属硫化物基光催化材料在光解水反应过程中存在严重的光生电子空穴对的复合以及光致废热等难点问题。报告人通过热原子迁移法调控了S原子电子结构，实现S氧化势垒高于水氧化势垒，有效解决了金属硫化物光腐蚀的问题；设计了具有多激子效应的“少缺陷、大内建电场”金属硫化物基材料体系，光解水的量子效率高达114%，被Nat.Energy专题评论为“迈出关键一步”；创制了“光催化-光热”协同分解水蒸汽材料体系，产氢量提升15倍，并揭示了其机理；构筑了具有“光解水与热化学电池”双功能的新催化材料体系与器件，实现了“催化产氢-废热温差发电”双能源的协同增强与智能调控，为特需领域的氢-电双重需求提供了关键材料，被Science专题评价为“引领令人激动的新路线”。

王雪，现为香港城市大学能源与环境学院和材料科学与工程系助理教授。2015年博士毕业于厦门大学化学系（导师谢兆雄教授），攻读博士期间（2013-2015）在美国佐治亚理工学院（导师夏幼南教授）进行联合培养。2016-2017年，任职于中国科学院兰州化学物理研究所，担任特聘副研究员职位。2017-2022年在加拿大多伦多大学开展博士后研究（合作导师：Edward H. Sargent教授）。2023年起任职于香港城市大学，总体研究目标是利用电催化手段来解决与能源脱碳领域相关的科学和工程问题，目前主要研究方向为开发高效的二氧化碳电化学转化技术，电合成化学品和燃料，同时从分子水平上研究和理解电催化过程中的反应机理。目前已在国际高水平刊物上正式发表SCI论文70余篇，其中以第一或通讯作者在Nature Energy、Nature Catalysis、Nature Sustainability、Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials等国际重要学术期刊上发表论文20余篇；申请美国/加拿大发明专利4项，已授权2项。获得的学术荣誉和奖项包括全球华人化学学者学会颁布的未来化学学者（2023）、国际先进材料协会科学家奖（2023）、Journal of Materials Chemistry A Emerging Investigators（2024），入选斯坦福大学评选的全球前2%高被引学者（2023, 2024）等。

电催化CO₂制备化学品和燃料

二氧化碳电还原反应（CO₂RR）提供了一种可以将可再生电力以化学品和燃料形式储存的有前途的途径。CO₂RR可以生成从碳一到碳三的各种产物。为了实现潜在的工业应用，CO₂RR必须进一步提高选择性来降低分离成本，并提高活性和稳定性。在这次报告中，我将从催化剂和系统2个角度，介绍我们最近在CO₂RR电还原制备化学品和燃料方面的进展。