人物专访
2024年12月18日，Chemical Synthesis（CS, ISSN: 2769-5247）编辑部成员对CS期刊材料化学方向学科编委并且入选2024年全球高被引学者榜单的吉林大学邹晓新教授进行了线上专访。
在此次采访中，邹教授详细介绍了电催化剂的多个研究方向，并指出如何通过这些方向助力期刊发展及实际应用。他强调，做事不能急于求成，必须稳步推进，技术转化为成果需要耐心和远见，这两个关键因素缺一不可。另外，邹教授也建议我们多与年轻教师和博士生交流，帮助他们理解并认同期刊的理念，逐步培养他们对期刊的信任，进而推动期刊的持续发展。
受访专家简介
访谈内容
您的研究涵盖电催化剂的高通量筛选、原位表征、绿色合成及关键组件设计等多个方向。能否简要介绍这些领域的核心内容及其在能源转换与催化材料研究戾的独特价值?作为期刊新晋学科编委，您认为这些方向如何助力期刊的学发展与未来专题建设?
首先，我简单介绍一下我们课题组的研究方向。我们主要专注于电催化剂的设计、合成及其制备化学研究，其中核心是合成化学。为什么我们要关注高通量筛选和原位表征呢？这是因为这两个方面对于加深我们对材料结构的理解至关重要：
高通量筛选：主要体现在材料初始结构的探索以及催化反应中的活性位点识别。原位表征：着眼于无机固体电催化剂在催化过程中的结构重构，通过动态表征手段，能够更深入地理解催化剂的动态结构变化。这两者在材料结构认识方面起到了重要作用。此外，我们还强调绿色合成。虽然实现完全绿色的合成很困难，但我们尝试在以下几个方面努力：
尽量减少有机溶剂的使用；
减少对苛刻酸碱环境的依赖；
降低合成过程的温度要求。
这些都体现了我们在绿色合成领域的追求。如果能够实现绿色合成，将对催化剂的批量化制备和工业化生产带来积极影响。最后，我们也关注电化学系统的装备组件研究。除了电催化剂本身，系统中很多非催化剂零部件也至关重要。这些零部件的优化同样决定了电化学系统的整体性能。
针对期刊建设，我的想法是这样的：我在博士期间的研究集中在无机功能材料的合成，进入独立科研阶段后，逐步将研究重点聚焦到电催化领域。近年来，随着全球可再生能源发展的快速推进，电化学已从一个相对小众的分支学科，成长为一个非常重要的核心学科。以中国为例，今年可再生能源装机容量已超过煤电发电，未来这一趋势将进一步发展。在此背景下，电催化剂的合成与设计作为电化学领域的关键环节，与我们期刊“化学合成”的理念高度契合。因此，我建议在电催化剂的合成与设计方面多布局专刊或文章，这不仅契合期刊定位，也有助于推动相关领域的发展。
在高通量筛选和原位表征技术的研究中，您团队取得了哪些关键技术突破?这些成果是否已有实际应用?能否分享一些代表性案例，特别是与低碳能源或氢能源材料相关的实际应用。
我们课题组在高通量筛选和原位表征方面的研究，从技术本身的角度来看，在整个化学领域中的贡献是相对有限的。我们的工作主要是将这些技术应用于电化学和电催化剂的筛选。然而，这两种技术的确对催化剂的设计与筛选起到了重要的辅助作用，加速了相关研究的进展。在这两个技术的支持下，我们在金属铱催化剂方面取得了一些突破。目前，我们已完成多孔氧化铱和负载型氧化铱的相关制备技术成果转化，并实现了批量化生产。这些研究成果得益于高通量筛选和原位表征技术在其中的关键作用。关于这些催化剂的应用场景，主要集中在质子交换膜电解水系统中的阳极氧析出催化剂。在质子交换膜电解水中，阳极催化剂需要满足以下要求：
优异的耐酸腐蚀能力：质子交换膜电解质具有一定的酸性，催化剂必须在这种苛刻环境下保持稳定。
化学稳定性和催化稳定性：催化剂在长期运行中应具有较高的稳定性，以保证电解水效率。
高催化活性：能够在较低过电位下实现高效的氧析出反应。
目前，商用阳极催化剂中最常用的金属是铱。然而，铱的价格非常昂贵，约为铂的5到6倍，其地壳储量也比铂低两个数量级。因此，提高铱的高效利用率是我们研究的重点和难点。在过去几年中，我们在这方面投入了大量科研精力，研发出了高效、多孔结构的铱基催化剂和负载型铱基催化剂，并取得了较为理想的研究成果。这些催化剂不仅有效降低了铱的使用量，同时显著提高了其催化性能和稳定性，为实际应用奠定了基础。
在电催化剂的绿色合成与大规模制备方面，当前还存在哪些技术瓶颈?从实验室研究到产业化应用的过程中，您认为亟需解决的核心问题是什么?
我个人的体会是，在这些年的科研和实践中，逐渐认识到一些关键点。首先，作为大学老师或学者，我们必须敬畏技术。发表一篇好的文章，比如登上 Science，固然困难，但要真正将研究成果转化为一项成熟的技术，难度绝不亚于发表一篇顶级论文。实现技术的实际应用往往需要更长的时间，也比我们想象的复杂得多。在这个放大的过程中，会遇到许多挑战，比如：
成本控制：技术的可行性必须兼顾成本的可控性。
流程管理：从实验室到产业化，各个环节需要精准把控，避免任何疏漏。
质量控制：批量化生产过程中，保证产品性能的一致性至关重要。
市场竞争：即使技术达到预期效果，推向市场后可能依然面临同行的竞争。有时候我们认为自己的技术很好，但在市场实际应用中可能会被更优的技术替代。
除此之外，我还想补充一点：市场导向是成功的产品开发中不可或缺的因素。大学老师往往更专注于技术本身，总觉得自己研发的东西足够优秀，自然能卖得出去。这种想法虽然正常，但现实往往更加复杂。即便技术做得再好，也不一定能够快速被市场接受。这可能涉及技术本身的局限性，也可能是市场接受新技术需要时间的积累和教育。因此，如果真的想把技术转化为成功的产品，我认为需要具备以下两点：
耐心：技术的推广和市场接受需要时间，这个过程难免会有挫折。
远见：要善于识别市场需求和潜在机会，同时具备一定的前瞻性。
总之，做技术转化是一件需要深思熟虑和长期投入的事情，既要有技术实力，也需要商业眼光，二者缺一不可。
电催化剂研究融合了结构化学、合成化学、催化化学等多个学科。您如何看待学科交叉对研究创新的促进作用?未来5-10年，您认为该领域的研究将聚焦哪些关键方向，尤其是在氢能源与低碳能源材料的开发及产业化方面?
我所在的实验室是无机合成与制备化学国家重点实验室，专注于材料的合成。材料的合成必须基于对其结构的深入理解，同时要紧密结合目标功能进行设计，只有这样，合成出来的材料才具有实际应用价值。因此，要做好合成化学，特别是在电化学领域的合成，必须综合考虑结构、应用及合成方法的相互融合，缺一不可。
在电化学产业应用中，关键的催化剂、部件以及材料的基础性研究，国内虽然有一定的技术积累，但与国际最先进的水平相比，仍有差距。因此，未来的方向应是追赶国际先进技术，争取做到并跑，甚至在此基础上有新的突破或创新。如果能够在一些技术上取得进展，肯定是更为理想的。对于基础材料的研究，我认为不应抱有短期内“弯道超车”的幻想，而是应该稳步推进，逐步攻克技术难关。在诸如质子交换膜催化剂、贵金属提炼与回收等领域，仍然有大量的技术难题亟待解决，值得我们继续努力探索。
在培养青年学者和团队合作方面，您有哪些经验可以分享?对于立志投身能源转换与催化材料研究的年轻学者，您有哪些建议或寄语?作为期刊学科编委，您计划如何支持年轻学者的发展?
作为科研工作者，我深知科研之路充满挑战与艰辛。无论是从事化学研究，还是从事化学行业，长期的学习和科研积累是必不可少的。一般来说，从硕士到正式参加工作，可能需要十年左右的时间，这段历程对未来的发展至关重要。我希望我们的学生能立下远大志向，明确目标，在长时间的努力中，必定能迎来好的结果。即便是再笨的人，如果用十年时间专注于某一领域，也能做出不小的成就。对于合作，通过自己的研究，我也认识到结构化学、合成化学、催化化学等领域往往涉及交叉学科，一个人很难在短时间内掌握所有的知识。最好的办法是与身边的同学或朋友合作，共同完成任务。然而，合作有两个重要的方面：首先，合作时自己要有所专长，对某一领域有独到见解，才能让别人愿意合作。其次，合作并不意味着完全把工作交给他人，自己仍需保持主导地位，这对个人发展以及团队的成长都十分有益。同时，在合作中也能锻炼领导力，所谓的“以自己为主”正是领导力的一种体现。
从期刊的角度来看，我们的目标是吸引更多优秀的年轻学者，把他们有见解的学术论文呈现于期刊平台。但仅仅喊口号并不足以吸引他们投稿，因此期刊需要加强与优秀年轻学者的互动。期刊的选稿标准和眼光，也能体现出期刊的品位。如果能够选拔出公认的优秀学者，其他青年学者也会认可期刊的价值，认为期刊的品位不差。此外，我们还应该多与年轻的教师和博士生交流，帮助他们了解并认同期刊的理念，逐步培养他们对期刊的信任。在这个过程中，随着时间的积累，期刊能够与年轻学者形成共鸣，从而推动期刊的持续发展。
公司简介：
合肥动量守恒绿色能源有限公司，于2022年八月招商引资落户合肥北城，作为一家专注于电解槽关键材料和器件的研发与生产的高科技企业，我们致力于成为业内领先的固体电解质膜电解槽关键材料和器件的供应商。
产品介绍：
关键材料：电解水铱催化剂
铱催化剂是质子交换膜（PEM）电解水阳极核心材料之一，低铱、高活性、高稳定性是PEM电解水技术产业发展的核心诉求。
依托科技部“国家重点研发计划—氢能专项”相关成果转化，公司已建立了市面上最为齐全的PEM电解水阳极铱催化剂产品系列，既涵盖了市面上主流的铱催化剂产品，同时还开发了新型低铱催化剂产品。日产能＞600克,催化剂批次一致性高，可有效满足客户需求。利用公司低铱催化剂制作的膜电极，可将膜电极层面铱载量降低至0.3mg/cm2，同时兼顾优异的性能和稳定性。
核心器件：
（1）直通孔结构多孔传输层（SP-PTL）
SP-PTL是PEM电解槽的关键器件，负责催化层与双极板之间的液相和气相有效传递，同时具备导电、耐腐蚀和机械支撑的功能，目前业内广泛采用钛纤维烧结毡（钛毡），但其存在孔隙随机、传质效果差，活性点位少等缺陷。
我司独创的SP-PTL是低熵高有序化直通孔结构的全球首次量产，每平方米拥有直通孔数量超过1.7亿个，与传统钛毡结构相比，SP-PTL具有表面平整度高、接触电阻小、机械强度高、对膜电极支撑性好等优势。在特定流场例如点状流场或3D钛网流场中性能和稳定性表现优异。此外SP-PTL大规模生产制作成本可以进一步压缩，从而有效降低PEM电解槽成本。
（2）“六合一”一体化双极板
基于我司独创的SP-PTL工艺以及特有的焊接技术，将平板、梯度目数钛网及SP-PTL等六层组件焊接成“六合一”一体化双极板，相较于现有的“蚀刻板+钛纤维毡+四面镀铂”的电解槽器件结构，“六合一”一体化双极板可以减少三面镀层成本、简化流场加工工艺、降低装堆难度。
（3）多孔传输电极（PTE）
基于我司自主独创的SP-PTL工艺，我们采用先进的涂覆工艺，在SP-PTL表面涂覆了一层铱催化剂，制备了钛基PTE，其独特的孔道结构，显著提升了三相界面的物质传输效率，，具有低成本、高性能、高一致性等优点，在PEM电解水和CO2电还原领域中展现出卓越的性能。
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关于期刊
Chemical Synthesis (CS, Online ISSN: 2769-5247) 是一本在线出版，严格同行评议，金色开放获取的国际学术期刊，旨在为所有化学领域研究人员提供展示和获取具有开创性的研究成果、深刻见解的评论和热点研究方向的学术交流平台。本刊由OAE Publishing Inc.主办，比利时那慕尔大学、武汉理工大学苏宝连院士担任主编，于2021年11月正式上线。截至目前，CS 编委团队共141人，期刊已出版163篇高质量文章，四卷四期文章正在陆续出版中。期刊文章范围横跨整个化学合成科学领域的研究成果，涵盖合成方法、理论计算或仪器方法在分子/纳米水平上获得的产品（材料）的性质研究、催化、能量转换和存储、生物医学、医药、环境保护和修复等。目前已被Scopus、CAS、 J-Gate、CNKI、Dimensions、Lens等数据库收录。所有文章均为开放获取出版，一经发布可立即阅读、下载、分享和引用！真诚欢迎您的投稿！
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