300位學者聚首大連聚焦清潔能源科學問題

　　中廣網大連4月14日消息（記者張四清 賈鐵生 通訊員 張帆）4月10日-13日，由中國科學院大連化學物理研究所和英國皇家化學會聯合發起和共同主辦的國際清潔能源科學大會（International Conference on Clean Energy Science）在大連化物所會議中心召開。為期四天的會議包括6個大會報告、19個主旨報告、52個口頭報告和160余份墻報。國內外相關領域的專家學者聚焦清潔能源的科學問題，展示了他們最新的科研進展：

　　納米結構光催化劑和光電池利用太陽能“制造”化學燃料

　　太陽能是人類可利用的最重要也是最豐富的可再生能源之一。隨著世界化石能源短缺和環境污染等問題日趨嚴重，太陽能的利用與開發已經成為當前國際研究熱點。在本次會議上，與會的各國學者從太陽能光催化制氫以及太陽能電池的基礎研究等方面展開了深入的討論。例如，美國加州伯克利大學的Peidong Yang教授基于納米組裝的無機復合納米線結構設計合成出更有效的光催化體系和類似于“人工樹葉”的太陽能電池薄膜；這一系列工作得到了美國政府大力扶持，認為這項工作是“在努力實現利用太陽能和水為我們的汽車提供汽油”。日本東京工業大學的Kazunari Domen教授研究小組在利用太陽能光催化分解水方面取得了一系列重要成果，特別是在新型可見光催化劑的設計和制備以及利用光催化復合體系同時產氫產氧方面做了大量探索性工作，其中該小組報道的ZnGaON體系在可見光區分解水的量子效率達到了5.6%以上。英國帝國理工學院的James Durrant教授致力于染料敏化納米晶太陽能電池和有機半導體太陽能電池的合成和機理研究，通過對太陽能電池中電子轉移動力學研究，更深入地理解光催化中的各個過程，將幫助我們篩選出更高效的納米結構材料與分子材料用于太陽能轉化。大連化物所李燦院士深入淺出地講解了表面異質結結構和助催化劑在光催化體系中重要作用，通過精心設計與組裝，在光催化劑 (CdS) 表面共擔載還原 (Pt) 和氧化 (PdS) 雙組份共催化劑，有效地解決了電子和空穴的分離和傳輸問題，利用犧牲試劑在可見光照射下取得了93%的產氫量子效率，已經接近自然界光合作用原初過程的量子效率水平。

　　“誰開動了電動車？”——高效鋰電池材料結構解密

　　新型電動汽車的發展將為目前依賴化石燃料的汽車行業帶來變革，但電動汽車的成功與否取決于技術的進步，特別是開發性能更好的車用電池。目前，車用鋰離子電池價格昂貴且續程能力有限，大大影響了電動汽車業的發展。韓國的蔚山國立科技學院Jaephil Cho教授詳細介紹了鋰離子電池中使用的兩種材料——橄欖石結構的磷酸鐵鋰（LFP）和尖晶石結構的錳酸鋰（LMO），并比較了它們在混合型電動汽車（HEV）和純電動汽車（EV）應用中各自的性能優勢和缺點。通過細致地研究和多樣化的改良策略，他進一步提高了LFP和LMO結構材料的性能，為設計更高效、持久、經濟和安全的車用鋰離子電池奠定基礎。廈門大學的孫世剛教授合成了形貌可控的具有高活性面、多活性位的納米結構的鋰離子電池電極材料LiNiMnO，展現了很高的電化學活性和電儲存能力。除了高效的鋰離子電池，各國學者在會議上還報道了包括全釩液流儲能電池、MOF或COF類的儲氫材料、碳基納米結構的電容器材料等一系列新型儲能材料，它們必將在清潔能源領域中各顯神通，發揮重要作用。

　　微小生物中蘊含神力——變廢為寶的生物質轉化與生物燃料電池

　　“普遍認為無用的東西本身也可能充滿價值?！庇~約大學的Mark J. Gronnow教授利用微波熱解的方法就可以將我們平常認為價值較低的麥稈中提取具有高能量密度的生物質焦炭和可直接作為液體燃料的生物油。與傳統熱解方法相比，微波熱解不僅所需的溫度更低（200度以下）利于節能，同時還能產出品質更好地生物焦炭與生物油。新加坡南洋理工大學的Changming Li教授利用酶或微生物代替貴金屬，設計開發了具有高能量轉化率的生物燃料電池。由于生物催化劑絕緣性的殼層影響了生物催化劑和電極的電荷轉移，使傳統的生物燃料電池的能量轉化效率較低。為了解決這一問題，Li教授團隊一方面合成了電化學活性好的、高比表面積和孔結構的、親水性納米結構電極；另一方面通過環境選擇演化和基因工程，合成新型的菌株。這樣的組合可以有效地提高兩者之間的電荷轉移，制備的生物燃料電池具有高能量密度和高能量轉化效率等優異性能。

　　除了豐富多彩的會議報告，300多位參會學者同時在會議期間進行了墻報交流。會議還評選出10個“最佳墻報獎”。閉幕式上，大會主席包信和院士和英國皇家化學會雜志編輯Philip Earis為最佳墻報獎獲得者頒發了獲獎證書。副所長李燦院士代表大連化物所致閉幕辭，并簡要介紹了潔凈能源國家實驗室的情況和研究計劃，英國皇家學會的亞洲區國際發展部經理Sarah Thomas博士也致了閉幕辭。