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邹志刚院士团队ACS Catalysis: 高效可见光催化C-N偶联反应新思路

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2023-01-01 14:58:03

邹志刚院士团队ACS Catalysis: 高效可见光催化C-N偶联反应新思路

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2025-08-25 22:25:41

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第一作者:钮峰

通讯作者:涂文广教授,周勇教授,邹志刚教授

通讯单位:香港中文大学(深圳)理工学院

论文DOI:10.1021/acscatal.2c00433

全文速览

通过醇和胺的C-N偶联是工业中合成不同有机胺的重要反应路径,而这一过程往往需要在高温高压等较苛刻的条件下进行。因此,本工作中,我们设计了一种基于CdS-Pd单原子体系催化剂用于实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得二级胺。通过实验研究发现,Pd与CdS表面的悬挂S原子原位配位形成单一Pd-Sx物种。该催化剂的可见光催化C-N偶联的二级胺产率接近100%,同时释放出可观的绿色能源氢气(11.8 mmol gcat-1h-1)。机理研究与分析表明,苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种而形成H-Pd-Sx中间体。最后,吸附的H又容易脱附,加成到苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后所需要的二级胺产物苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx配位物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该光催化剂体系具有较好的底物适应性和循环能力。这一工作将为温和条件下实现高效C-N偶联反应提供一种新的思路。

背景介绍

随着工业的发展与进步,有机胺广泛应用于农业、医药、家居、军工等领域,其合成在工业生产中有着越来越明显的重要性。基于“借氢机制(氢转移)”,通过胺与醇的C-N偶联被认为是一种较为绿色的合成有机胺的理想路径。这一过程主要包含醇的脱氢、亚胺的生成以及亚胺的加氢这三个主要步骤。其中醇的脱氢是整个反应的决速步骤。然而,基于这一机制,在热催化合成有机胺的过程中存在一些缺点:(1)醇的脱氢决速步骤需要较苛刻的条件(高温高压);(2)易发生过度偶联,使得产物分布广,不利于分离;(3)反应中使用的催化剂多为高负载量的负载型贵金属催化剂(如Ru/Al2O3、Pd/Al2O3、Rh/Al2O3等),成本较高。因此,开发出高效低成本的催化剂具有一定的挑战性。近年来,利用光氧化还原技术实现常温常压条件下有机胺的合成引起了广泛的关注。研究者们通常采用一些贵金属有机配合物分子进行均相催化反应,但反应后催化剂难以进行分离,在实际工业生产中难以大规模应用。而采用传统的半导体光催化剂进行多相催化反应,则可以有效解决这一难题。然而仅仅依靠半导体本身的催化能力,很难达到较高的催化活性,实际应用过程中往往需要通过负载一些助催化剂或表面修饰来提高催化性能。近些年,单原子催化被认为是较有前景的领域。单原子催化剂由于其独特的电子结构和较高的原子利用效率而表现出优异的催化活性,被广泛应用于光催化水分解制氢、二氧化碳还原、固氮和有机物降解等领域。因此,我们课题组设计开发了一种单原子光催化剂CdS-Pd,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的途径。

本文亮点

1. 本工作通过Pd原子与CdS表面的悬挂S原子原位配位制备了一种CdS-Pd的单原子光催化剂,该催化剂可以实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得近100%产率的二级胺N-苄基苯胺以及较高的产氢活性。

2. 实验和理论计算结果证实了,相比于Pd纳米颗粒助催化剂负载的CdS,单一Pd-Sx物种能够有效捕获光生电子,使其具有较长的寿命,而且氢在Pd-Sx物种上的吸脱附能力较强,从而可以作为有效的氢转移载体实现亚胺的加氢,得到目标产物二级胺。

3. 此外,在优化的反应条件下,该催化剂具有较好的稳定性,以及对不同醇类和取代胺的C-N偶联反应具有良好的底物适应性。

图文解析

本工作中,首先我们采用水热法制备了六方晶系结构,颗粒尺寸约为50 nm的纳米球形CdS,其带宽约为2.2eV( 图1 a )。随后,在可见光催化C-N偶联反应过程中加入PdCl2溶液原位合成单原子催化剂CdS-Pd SAs。作为对比,我们采用浸渍法制备了Pd纳米颗粒负载的CdS催化剂CdS-Pd NPs。从图1b的XPS图谱可以看出,光催化反应后的CdS中事实上存在Pd元素。结合能336.7 eV和342 eV分别对应Pd 3d5/2和Pd 3d3/2,表明Pd以2+价态形式存在,而非单质态。因此,我们可以初步推测反应后,Pd与CdS进行了一定的配位。

图1 CdS和CdS-Pd SAs单原子催化剂的结构表征

为了进一步确定反应后Pd的状态以及与CdS的配位环境,我们对样品分别进行了X射线精细结构谱(XAFS)和球差电镜的表征。从图3d可以明显看出反应后的CdS表面上的Pd物种既不是二价态也不是单质态,而是以一定配位的形式存在。通过对样品CdS-Pd SAs中Pd的K-edge EXAFS图谱进行拟合,可以得出Pd-S的配位数约为3( 表1 )。通过进一步的HAADF-STEM和 EDS mapping图可以清晰地看到Pd以单原子形式均匀地分散在CdS上( 图1 e-j )。因此,综合上述表征方法,我们可以初步证实在光催化反应过程中,PdCl2以Pd-S配位键的形式将Pd原子锚定在了CdS载体上,为光催化反应过程提供一定的反应活性中心。

表1 样品CdS-PdSAs中Pd的EXAFS拟合数据

CN , coordination number R , bonding distance σ 2, Debye-Waller factorΔ E0 , inner potential shift.

为了进一步研究CdS表面的S对催化反应的影响,我们首先对CdS进行了不同程度的表面修饰(400 oC高温煅烧:CdS-400;双氧水表面腐蚀:CdS-H2O2)。从图2 a可以看出,采用不同的手段修饰后,CdS的结构并未发生明显变化,仍然是结晶度较好的六方晶系结构。CdS、CdS-400和CdS-H2O2的能带分别为2.21、2.12和2.2 eV,即能带结构也未发生明显变化( 图2 b )。从图2 c和d可以明显看出, CdS通过表面修饰之后,Cd 3d和S 2p均向高结合能偏移,而且偏移程度随着修饰强度增强而增大。这主要是由于CdS修饰后产生了一定的S空位,使得表面部分Cd暴露,从而改变了Cd和S的周边电子云密度分布。

图2 修饰前后的CdS结构表征

在常温常压氮气气氛下,我们采用苯甲醇和苯胺的C-N偶联作为模型反应对所制备的催化剂进行可见光催化活性评价( 图3 )。首先我们确定了暗反应、无光催化剂以及只有PdCl2的情况下该模型反应没有任何催化活性。在添加PdCl2的条件下,我们对不同的半导体光催化剂进行了活性筛选,发现只有CdS能有效地进行光催化C-N偶联生成二级胺(N-苄基苯胺),产率高达1.48 mmolgcat-1h-1。而其他半导体催化剂在反应过程中只能催化生成亚胺(N-苄烯苯胺),且普遍产率较低(<0.12 mmolgcat-1h-1)。

图3 可见光催化C-N偶联反应的催化剂活性筛选

基于CdS对该反应的催化特异性,我们测试了其苯胺的转化率及产物的选择性随时间的变化曲线。从图4b可以看出,随着反应的进行,苯胺的转化率不断提高,当反应达到16 h后,底物苯胺几乎完全转化。随着反应的进行,亚胺(N-苄烯苯胺)的选择性不断降低,而二级胺(N-苄基苯胺)的选择性不断提高,表明反应过程中逐步完成了亚胺的加氢过程。

为了进行对比,我们采用浸渍法提前将Pd纳米颗粒沉积到CdS表面上并进行光催化活性评价。从图4c我们发现,沉积Pd纳米颗粒的CdS催化活性是单一CdS活性的4倍。这主要是由于Pd纳米颗粒作为助催化剂可以有效地提高光生载流子的分离效率。而当我们将Pd以PdCl2的形式加入到反应体系中时,催化活性是单一CdS活性的约6.4倍。而且产物中出现了二级胺(N-苄基苯胺)。也就是说反应体系中原位加入PdCl2能够促使该反应完成加氢过程,有效实现氢转移。因此,我们可以初步推断,光催化反应过程中Pd和CdS表面悬挂的S作用产生的Pd-S物种对实现C-N偶联起到至关重要的作用。此外,在反应过程中我们可以检测到氢气的生成。从图4d可以看出,单一的CdS在反应过程中几乎不产生氢气。而CdS-Pd SAs产氢速率达到11.8 mmolgcat-1h-1,是CdS-Pd NPs的约2.7倍,CdS的近10倍。这一结果也与苯胺转化率的差异相吻合。

为了验证CdS表面的S与Pd作用形成了Pd-S物种,从而提高了C-N偶联反应性能,我们对CdS进行了不同程度的表面修饰。从图4e可以明显看出,随着表面修饰的增强,反应的活性逐渐下降,而且产物苄基苯胺的选择性也随之下降。这也就意味着,当我们遮盖或者去除部分S位点,反应底物在催化剂表面的吸附性能下降,从而导致反应活性降低。另一方面,由于S空位的增多,使得Pd原子很难与S进行配位产生Pd-S物种,从而无法完成C-N偶联反应过程中的氢转移,也就不能得到饱和的目标产物二级胺N-苄基苯胺。

图4 可见光催化活性评价

为了研究在光催化反应过程中不同自由基的作用,我们进行了捕获实验。从图5a可以看出,当体系中加入叔丁醇和苯醌来分别捕获•OH和•O2-,反应的活性基本没有发生变化,说明体系中的这两种自由基对反应基本没有贡献。而当体系中加入草酸铵捕获光生空穴后,产率降为原来的1/3,加入过硫酸钾捕获光生电子后,产率降为0。这一结果表明,光生电子和空穴在光催化C-N偶联反应中有着重要作用。

接着,我们采用超快光谱(TAS)来揭示光照下不同催化剂的载流子衰减动力学。图5b为不同催化剂的瞬态吸收图谱以及拟合曲线。采用双指数模型拟合可获得两个弛豫时间τ1和τ2。Τ1代表导带电子到过渡态的捕获时间,τ2代表电子与过渡态或者价带空穴复合的时间。通过对比,CdS-Pd Sas的弛豫时间明显要长,也就是说,在反应过程中CdS表面单原子态的Pd配位物种Pd-Sx可以作为电子陷阱来捕获光生电子,提高载流子的分离效率,从而加速光催化C-N偶联。另外,从CdS导带转移到过渡态Pd-Sx中间体的弛豫时间更长,更利于氢原子的吸附。

为了研究不同催化剂对于H的吸附以及转移能力,我们做了一个N-苄烯苯胺加氢的模型反应。从图5c可以明显看出,对于单原子态的CdS-Pd SAs催化剂,N-苄烯苯胺较容易实现光催化加氢到苄基苯胺产物,而单质态的Pd(CdS-Pd NPs)催化剂无法实现加氢过程。这也证明了单原子态的CdS-Pd SAs可以很好地吸附H并完成氢转移,从而实现加氢过程得到二级胺N-苄基苯胺。

基于以上的机理表征分析,我们可以给出一个可能的反应机理和路径( 图5d )。光催化反应前,当体系中同时加入CdS催化剂和PdCl2时,PdCl2很快吸附到CdS表面上与表面悬挂的S原子形成Pd-Sx的配位物种。当CdS被光激发后,表面的Pd-Sx配位物种可以有效捕获光生电子,形成•Pd-Sx中间态物种,同时光生空穴能够脱去苯甲醇上的质子,将其氧化成苯甲醛。然后生成的苯甲醛与苯胺进行亲核加成反应,产生醇胺中间体。由于醇胺非常不稳定,很快脱水生成亚胺。苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种形成H-Pd-Sx。最后,吸附的H又容易脱附,加成到N-苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后的目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,过多的吸附H可以从H-Pd-Sx上脱附产生H2。

图5 反应机理表征及推测

我们通过DFT模拟计算进一步验证了为什么单原子态的CdS催化剂CdS-Pd SAs可以很好地实现光催化C-N偶联生成N-苄基苯胺( 图6 )。结合EXAFS拟合结果,我们以Pd-S三配位的形式作为计算模型来研究H吸附和反应过程。对于催化剂CdS-Pd NPs来说,在位点1和2的H吸附能分别为-2.801 eV和-2.936eV,而催化剂CdS-Pd SAs的H吸附能为-1.954 eV。通过过渡态能量搜索,可以得出,Pd纳米颗粒负载的CdS-Pd NPs的加氢能垒为0.38 eV,而对于单原子态的CdS-Pd SAs来说,由于形成的Pd-Sx配位物种能够有效地吸附和脱附H,因此脱附的H直接加成到亚胺的不饱和C上,完成加氢过程。

图6 DFT模拟计算

总结与展望

总的来说,我们设计开发了一种CdS-Pd单原子光催化剂,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。结合实验以及模拟计算,我们推测Pd在光催化反应过程中与CdS表面的S原位配位形成Pd-Sx中间物种,而这一中间体可以提高载流子分离效率以及有效地进行H的吸脱附,构成Pd-Sx •Pd-Sx H-Pd-Sx Pd-Sx的循环过程,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,Pd-Sx中间体可以作为有效氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该催化剂体系具有较好循环能力和底物适应性。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的思路。

作者介绍

钮峰 ,博士毕业于法国里尔大学(法国国家科学研究中心)(导师Andrei Khodakov教授和Vitaly Ordomsky研究员)。2020年8月加入香港中文大学(深圳)邹志刚院士团队从事博士后研究。以第一作者在ACS Catalysis,Green Chemistry,Solar Energy Materials &Solar Cells等期刊上发表SCI论文12篇。目前主要研究方向为多相热催化、光催化能源转化。

涂文广 ,2015年获南京大学物理学院博士学位。2015至2020年在新加坡南洋理工大学从事研究博士后研究工作。2020年6月起任职于香港中文大学(深圳)理工学院。主要从事于低维光电材料表界面结构的精准设计与构建,实现太阳能驱动下的小分子转换,取得了一系列重要成果,迄今为止已在Nature Communications, Advanced Material, Advanced functional Material, ACS Catalysis, ACS Energy Letters等期刊上发表论文70余篇, SCI被引超过8000次,H指数为44。

周勇 ,香港中文大学(深圳)兼职教授。2009 年9月被南京大学物理学院按海外人才引进回国工作,加入南京大学环境材料与再生能源研究中心,聘为教授。主要从事:1、人工光合成二氧化碳转化为可再生碳氢燃料;2、光电材料的设计和构建;3、高效、低成本钙钛矿太阳能电池产业化应用研究。近五年来,以第一作者或通讯作者在 国际重要期刊上发表论文超过 60 篇,其中包括 J. Am. Chem. Soc. (1 篇)、Adv. Mater. (2 篇)、Adv. Funct. Mater. (1 篇)和 Nano Lett. (1 篇),受邀以第一作者或通讯作者撰写 2 篇综述论文。近五年论文他引超过 1600 次,5 篇论文入选 Web of Science 统计的“过去十年高被引论文”, H 指数 46。光催化还原 CO2 研究成果作为主要研究内容,荣获 2014 年国家自然科学二等奖(排名第四)。主编三本英文专著(Springer 等出版社出版)。多次受邀在国内外相关学术会议上做邀请报告或主持会议。担任 Current Nanoscience 中国地区编辑和 Mater. Res. Bull.编委。主持承担国家基金委、 科技 部 973 项目等项目。入选教育部新世纪人才(2010 年)、江苏省首届杰出青年基金(2012年)。

邹志刚 ,2003年凭为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,国家重点基础研究发展计划“973”项目首席科学家,教育部创新团队带头人,2015 年当选中国科学院院士,2018 年当选发展中国家科学院院士。主要从事新型可再生能源与环境材料方面的研究,邹院士在光催化领域做出了卓越的贡献,被媒体称为“光催化领域的前行者”。邹志刚院士已在 Nature等国际一流期刊上发表论文 602 多篇,H指数 74,连续 5年入选爱思唯尔材料科学高被引学者,是材料领域有国际影响力的学术带头人。申请中国发明专利 200 多项,其中 83 项已获授权;承担两届国家重大基础研究计划 973 项目、国家自然科学基金中日合作项目、 科技 部国际合作重大项目等多项科研项目;获国家自然科学二等奖 1 项、江苏省科学技术一等奖 2 项,作为第一完成人获第 46 届日内瓦国际发明展金奖及阿卜杜拉国王大学特别奖各 1项。

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愤怒的面包
难过的芒果
2025-08-25 22:25:41

近日,中国科学院副院长、院士张涛公开表示,利用可再生能源发电制取绿氢,再和二氧化碳结合生成方便储运的绿色甲醇,是通向零碳排放的重要路径。

在氢的制、储、运、加环节成本居高不下,基础设施建设跟进缓慢的背景下,绿色甲醇经济或将推进氢能产业链降本增效,疏通产业“堵点”。

可作为安全高效的储氢载体

在张涛看来,绿色甲醇能量密度高,是理想的液体能源储运方式。

“甲醇是非常好的运氢、储氢的载体,甲醇和水反应的产氢量是同容积液氢的两倍。”澳大利亚国家工程院外籍院士刘科曾表示。

中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非认为:“甲醇作为常温常压下的液体燃料,可安全高效经济便捷储运。结合氢能产业发展现状,以甲醇作为高密度储氢材料,每吨甲醇与水重整可制出超过180公斤氢气,较之高压或低温液态储氢方式具有更高的的储氢能量密度。”

实际上,储能并不仅仅局限于储电,绿色甲醇就是一种理想的储能方式。在韩涤非看来,出于对储运安全和经济性的考量,甲醇是目前大规模安全高效储能的有效解决方案。“‘十四五’规划及2035年远景目标,都积极倡导发展可再生能源及大规模储能,而绿色甲醇可以在消纳可再生能源的同时,解决大规模储能问题,并最大程度实现二氧化碳减排。”

助力氢能各环节降本

韩涤非表示,甲醇制氢可大幅降低用氢成本。“甲醇价格一般在2000-3000元/吨,今年受新冠肺炎疫情及页岩油气价格战等因素影响,市场需求一度趋弱,甲醇市场价格偏低,西部地区不到1500元/吨,东部地区不到2000元/吨。随着市场转暖,近期价格反弹到2300元/吨以上。”

刘科也表示,在氢能使用成本方面,甲醇制氢的成本在理想情况下可低至15元/公斤,而国际上最低的综合用氢成本高达66.4元/公斤。

与此同时,甲醇也可实现氢能的即制即用。

韩涤非表示,利用甲醇储运的便捷性,可在氢能应用端开发建设加氢站,并在现场根据需求制氢,且氢气制备成本不高,终端应用,加氢价格低于35元/公斤,可有效打通可再生能源大规模电解水制氢、甲醇合成储运及现场制氢加氢站等整个产业链。“甲醇储运和汽油储运成本几乎持平,终端应用的加氢价格也能真实反映出整个制、储、运、加环节的成本。”

助推氢能产业链“绿色升级”

在张涛看来,绿色甲醇作为能源转化中枢,能够在碳足迹全流程上解决能源的清洁性问题,并起到拓展氢能应用产业链、降低碳排放、实现碳利用等一举多得的效果。

“可再生能源制氢结合煤化工制备甲醇,可减少二氧化碳排放,增加了甲醇产量,有效解决我国化石能源的进口依存度及碳排放量过高等能源安全和生态环境问题,有利于实现传统煤化工产业的新旧动能转换和绿色低碳发展。”韩涤非表示,“利用可再生能源电解水制氢与煤化工耦合生产甲醇,1.5吨煤可增产2吨甲醇,并减少3吨二氧化碳排放,比传统煤化工更经济环保。”

中国科学院大连化学物理研究所研究员、中国科学院院士李灿认为,绿色甲醇可有效解决跨季储能及长周期储能问题,成为除特高压输电外的另一种规模化输送能源的途径。

广东醇氢新能源研究院有限公司是甲醇制氢设备与技术的专业供应商,产品氢气主要应用于:粉末冶金、金属冶炼、新能源、燃料电池、化工、多晶硅、工业气体、电子、制药、浮法玻璃、食品加氢、军工、航天、环保等领域。

昏睡的嚓茶
现代的项链
2025-08-25 22:25:41

个人简介: Edward H. Sargent,加拿大多伦多大学副校长、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士,是多伦多大学电子与计算机工程系教授。他是加拿大纳米技术领域的首席科学家,是胶体量子点光探测领域的开拓者,也是量子点PN结太阳能电池的发明者和光电转换效率的世界纪录的保持者,并通过所领导团队的努力,每年都在刷新纪录。迄今为止,已在Nature和Science等国际顶级期刊发表论文多篇团队已经发表超过300篇论文,论文被引用超过20000次,H因子72。

团队合照

接下来,我列举了Edward H. Sargent教授近期发表在Nature/Science系列期刊的工作!希望借此机会向大佬学习一下!

通过将二氧化碳电化学还原为化学原料,如乙烯,可同时达到二氧化碳减排和生产可再生能源的目的,目前,Cu是CO2RR的主要电催化剂。然而,迄今为止所达到的能源效率和生产率(目前的密度)仍然低于以工业生产乙烯所需的值。

鉴于此,卡内基梅隆大学的Zachary Ulissi、多伦多大学的Edward H. Sargent等人通过密度泛函理论计算结合主动机器学习来识别,描述了Cu-Al电催化剂能有效地将二氧化碳还原为乙烯,具有迄今为止所报道的最高的法拉第效率。与纯铜相比,在电流密度为400mA/cm2下Cu-Al电催化剂的法拉第效率超过了80%,以及在150mA/cm2下,在其阴极乙烯的能量转换效率则达到了~55%。理论计算表明,铜铝合金具有多个活性位点、表面定向和最佳CO结合能,有利于高效的、高选择性地还原CO2。

此外,原位X射线吸收光谱表明,铜和铝能够形成良好的铜配位环境,从而增强C-C二聚作用。这些发现说明了计算和机器学习在指导多金属系统的实验 探索 方面的价值,这些系统超越了传统的单金属电催化剂的局限性。

Accelerated discovery of CO2 electrocatalysts using active machine learning, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2242-8

电解二氧化碳电还原反应(CO2RR)可用于绿色生产乙醇,然而,该反应的法拉第效率目前仍然不高,特别是在总电流密度超过10mA cm−2下。

鉴于此,多伦多大学的Edward H. Sargent团队报道了一类催化剂,其产乙醇的法拉第效率高达52.1%,阴极能量转化效率为31%。作者发现通过抑制中间体HOCCH*的脱氧作用,可以降低乙烯的选择性,促进乙醇生产。密度泛函理论(DFT)计算表明,由于封闭的N-C层具有很强的供电子能力,在Cu表面涂覆一层氮掺杂碳(N-C)可以促进C-C耦合,抑制HOCCH*中碳氧键的断裂,从而提高CO2RR中乙醇的选择性。

Efficient electrically powered CO2-to-ethanol via suppression of deoxygenation, https://doi.org/10.1038/s41560-020-0607-8

堆叠具有较小带隙的太阳能电池形成双结膜,为克服单结光伏电池的Shockley-Queisser极限提供了可能。随着溶液处理钙钛矿的快速发展,有望将钙钛矿的单结效率提高>20%。然而,这一工艺仍未实现与行业相关的纹理晶体硅太阳能电池进行整体集成。

来自多伦多大学的Edward H. Sargent 和阿卜杜拉国王 科技 大学的Stefaan De Wolf团队,报道了将溶液处理的微米级钙钛矿顶部电池与完全纹理化的硅异质结底部电池相结合,进行集成双叠层电池的方法。为解决微米级钙钛矿中电荷收集的难点,作者将硅锥体底部的耗尽宽度提高了三倍。此外,通过在钙钛矿表面固定一种自限型钝化剂(1-丁硫醇),增加了扩散长度且进一步抑制了相偏析。这些多方位的结构改善,使钙钛矿—硅串联太阳能电池的整体效率达到了25.7%。在85°C下进行400小时的热稳定性测试,以及在40°C、在最大功率点下工作400小时后,发现其性能衰减可忽略不计。

Efficient tandem solar cells with solution-processed perovskite on textured crystalline silicon, https://science.sciencemag.org/content/367/6482/1135

在这里,作者首先讨论了四类分子强化策略:①分子加成修饰的多相催化剂、②有机金属络合物催化剂、③网状催化剂和④无金属聚合物催化剂。作者介绍了目前在分子策略方面的挑战,并描述了电催化CO2RR产多碳产品的前景。这些策略为电催化CO2RR提供了潜在的途径,以解决催化剂活性、选择性和稳定性的挑战,进一步发展CO2RR。

Molecular enhancement of heterogeneous CO2 reduction, https://doi/10.1038/s41563-020-0610-2

目前通过优化钙钛矿的组成经过组合优化,在最先进的钙钛矿太阳能电池中通常含有六种成分(AxByC1−x−yPbXzY3−z)。关于每个组成部分的精确作用仍然存在许多不清晰,如何正确理解和掌握钙钛矿材料中不同组分对晶体结构、性能的影响关系,对于制备新型的高性能钙钛矿材料而言具有重要的指导意义。

鉴于此,多伦多大学的Edward H. Sargent与麻省理工学院的William A. Tisdale等人利用瞬态光致发光显微镜(TPLM),并结合理论计算,探究了钙钛矿材料中组分—结构—性能之间的关系。研究表明,单晶钙钛矿材料内部载流子的扩散率与结构组成无关;而对于多晶钙钛矿,不同的成分对载体扩散起着至关重要的作用。与CsMAFA型钙钛矿相比,不含MA的CsFA型钙钛矿载流子扩散率要低一个数量级。

元素组成研究表明,CsFA颗粒呈级配组成。在垂直载流子输运和表面电位研究中可以看到,CsFA型钙钛矿由于其非均匀结晶,从而引起晶粒的元素分布不一致,形成了不利于载流子扩散的“壳核结构”。而掺入MA可以有效改善颗粒成分的均匀性,在CsMAFA薄膜中产生了高的扩散系数。

Multi-cation perovskites prevent carrier reflection from grain surfaces, https://doi /10.1038/s41563-019-0602-2

电解二氧化碳还原(CO2RR)转化为有价值的燃料和原料,为这类温室气体的利用提供了一条有吸引力的途径。然而,在这类电解装置内,往往是由有限的气体通过液体电解质扩散到催化剂的表面,电解效率仍然不高。

鉴于此,多伦多大学的David Sinton和Edward H. Sargent等人提出了一种催化剂:离聚物本体异质结结构(CIBH),可用于分离气体、以及离子和电子的传输。CIBH由金属和具有疏水和亲水功能的超细离子层组成,可将气体和离子的输运范围从数十纳米扩展到微米级。采用这种设计策略,作者实现了在7 M KOH电解液中,以铜为催化剂进行电还原CO2,在阴极法拉第效率为45%下,产乙烯的偏电流密度高达1.3A cm-2。

CO2 electrolysis to multicarbon products at activities greater than 1 A cm−2, https://science.sciencemag.org/content/367/6478/661

手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。一维半导体的区域选择性磁化可以实现室温下的各向异性磁性,以及自旋极化——这是自旋电子学和量子计算技术所必需的特性。

鉴于此,中国科学技术大学俞书宏院士团队与国家纳米科学中心唐智勇研究员课题组、多伦多大学Edward Sargent教授团队等人利用局域磁场调控电偶极矩与磁偶极矩之间的相互作用,成功合成了一类新型手性无机纳米材料。

利用这一策略,作者将具有不同晶格、化学成分和磁性能的材料,即一个磁性成分(Fe3O4)和一系列半导体纳米棒结合在一起,在特定的位置吸收紫外线和可见光谱。由此产生的异质纳米棒表现出由特定位置磁场诱导的光学活性。本文提出的区域选择性磁化策略为设计手性和自旋电子学的光学活性纳米材料提供了一条途径。

Regioselective magnetization in semiconducting nanorods, https://doi.org/10.1038/s41565-019-0606-8

电催化CO2还原反应(CO2RR)为温室气体的利用、化学燃料的生产提供了一种可持续的、碳中性的方法。然而,从CO2RR高选择性地生产C2产品(例如乙烯)仍然是一个挑战。

鉴于此,多伦多大学Edward H. Sargent教授、加州理工学院Theodor Agapie教授、Jonas C. Peters教授等人提出了一种分子调控策略,用有机分子使电催化剂表面功能化,用于稳定反应中间产物,使CO2RR高选择性地产乙烯。

通过电化学、操作/原位光谱和计算研究,研究了通过芳基吡啶的电二聚作用衍生的分子库对Cu的影响。结果发现,粘附分子提高了CO中间体的稳定性,有利于进一步还原成乙烯。在中性介质的液流电池中,在偏电流密度为230 mA cm-2下,电催化CO2RR产乙烯的法拉第效率高达72%。

Molecular tuning of CO2-to-ethylene conversion, https://doi/10.1038/s41586-019-1782-2

虚心的发箍
安详的盼望
2025-08-25 22:25:41

作为一种可再生的绿色液态燃料,“液态阳光”发展日益受到各国重视,被视为解决二氧化碳减排甚至达到碳中和的理想途径。

所谓“液态阳光”,是将利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢,并将二氧化碳与氢合成为甲醇等便于储运的绿色液态燃料。

“‘液态阳光’是真正利用可再生能源资源化利用二氧化碳,实现规模化低碳乃至无碳能源的路径。”2020年12月14日,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿在第九届全球能源安全智库论坛上表示。

值得注意的是,全球第一个规模化太阳燃料合成示范项目已于2020年1月在兰州正式投入运营,迈出了我国利用可再生能源大规模生产绿色甲醇的第一步,也意味着我国拉开了向“液态阳光”甲醇经济转型的“大幕”。

能源系统碳中和

“液态阳光”被寄予厚望

“我国提出了将在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。但与此同时,我国是世界上最大的能源生产国和消费国,要让这样一个以碳基能源为基础的超大能源系统实现碳达峰、碳中和,是一项艰巨的系统性工程。”中国 社会 科学院国际法研究所科研外事处处长廖凡在论坛上指出。

在李灿看来,富煤、贫油、少气是我国的能源资源禀赋特征,在我国消费结构中,化石能源占比超84%,超70%的石油资源仍依赖进口,想要在10年时间内实现碳达峰,30年时间内实现碳中和,除了从植物自然光合作用、海洋吸收、节能降耗外,发展可再生能源、提高非化石能源使用比例是更为重要的途径。

“尤其要注意发展‘液态阳光’技术,这是一条发展可再生能源,实现规模化低碳乃至无碳能源,回归地球生态平衡的重要路径,为实现碳中和提供可行技术方案。” 李灿认为。

相关测算显示,1吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳。按照我国2020年甲醇年产能9358万吨计算,每年的甲醇产能可有望转化上亿吨二氧化碳;如果用可再生能源合成的“液态阳光”甲醇规模化替代汽油,那么每年则可实现减排二氧化碳超10亿吨,与我国植树造林减排二氧化碳的最大值相当。

一举多得

助力解决可再生能源间歇性难题

我国能源需求潜力巨大,导致二氧化碳减排任务艰巨。利用可再生能源替代化石燃料、保障液态燃料供给,实现低碳经济,是关系我国能源安全及经济可持续发展的重要课题。

“液态阳光”不仅是太阳能大规模经济利用的关键技术和发展方向,还是化学储能的一种新形式,可帮助解决可再生能源间歇性难题。

“‘液态阳光’是通过突破高效、低成本、长寿命规模化的电催化分解水制氢技术,制取甲醇,而氢能与甲醇均是稳定可长期储存的能源。” 在李灿看来,甲醇既是理想的化学储氢分子,可帮助解决当前氢能产业大规模发展面临的储运与加注掣肘。同时,“液态阳光”技术应用还有另一层要义,便是解决边远地区的可再生能源及弃电问题,将是除(特)高压输电之外的另一条规模化输送能源的途径。

从兰州新区建成投运的我国首个千吨级液态太阳燃料合成示范项目看,该技术路径已经具备可行性。

应用规模初具

呼吁政策鼓励绿色甲醇发展

“液态阳光”甲醇不仅是一种绿色液态燃料,还是一种重要的绿色化工原料。

李灿认为,“液态阳光”的大规模使用,将有助于建立新型绿色低碳、高效的能源系统,促进我国向绿色甲醇经济转型发展。特别是在我国强化碳减排的当下,“液态阳光”有望迎来爆发式发展。

我国拥有全球最大的甲醇市场。在能源化应用方面,当前,甲醇作为新型燃料,在餐饮、锅炉、采暖、交通等领域的应用市场已开始逐渐形成。

“液态阳光”甲醇作为绿色氢能载体,可解决氢能的储运难题,与此同时,还可使燃料电池 汽车 全链条绿色化,助力交通领域实现深度脱碳。

谈及未来甲醇发展,原机械工业部部长何光远建议,我国应将甲醇燃料作为新兴能源纳入国家能源体系,统筹协调各有关职能部门,出台政策性推广应用文件。“一要明确甲醇燃料推广应用全流程涉及的管理部门职责,以政策支持为抓手,明确职责,引导市场机制;二要鼓励坚持创新 科技 研究;三要统筹规范指导,发挥行业积极性,推进我国甲醇燃料应用。”

执着的灰狼
友好的斑马
2025-08-25 22:25:41

张国强他是中国的一个能源公司亿华通的董事长,也是这个品牌的创始人。为中国的氢能源方面的提供创造了很大的价值。小编相信屏幕前的小伙伴当中一定有相当一部分的小伙伴是比较关注一些国家大事还有一些国际上的新闻的应该知道有一个中国院院士叫张国强,他在很多方面都是有所成就的,而且作为“中国氢能第一股”他做出了很大的一个贡献,所以它的一些资料都是备受人们关注的。

那么最近有一些小伙伴提出这样的疑问:中国科学院院士张国强他有哪些贡献呢?小编通过查询相关的一些资讯和一些相关方面的解说来跟各位小伙伴解剖一下这个疑问。

我们都知道现在的一些固有的资源已经不够用了,比如说像一些不可再生资源石油还有煤这些对我们来说都是非常有限的,所以呢对于新能源的开发是科学家的一个重要任务。那么中国科学院的院士张国强面对此问题也是做出了自己的一个贡献,因为作为一位对于新能源的开发他是第一个能够想到这个思路的人,所以他创造了至今非常有名的亿华通这个公司集团,他也是这个亿华通的董事长。张国强院士的奇思妙想对人们的生活当中所需的能源问题解决了很大的一个短板。所以张国强院士在人们印象当中应该是比较具有风险能力的一个科学院院士。而且张国强院士他正在想能不能把这种氢能源的提供模式规模化和市场化,说明他对这方面是非常上心的,我们相信他能够做出更大的一些成就。

好了,以上就是小编给大家带来了一些关于这个疑问的一些见解,如果大家还想了解更多可以在下面的评论区评论!

阔达的指甲油
危机的烤鸡
2025-08-25 22:25:41

2021 年 1 月 7 日, 中国科学技术大学 宣布,中国科研团队成功实现了跨越 4600 公里 的 星地量子密钥分发 ,标志着我国已构建出 天地一体化广域量子通信网 雏形,该成果已在英国《自然》杂志上刊发。

2021 年 2 月 3 日,我国自主研制的 70 米口径全可动天线 于今日完成验收,将投入使用。 这是目前亚洲最大的单口径天线, 将用于我国火星探测任务,负责接收“天问一号”回传数据。天线可以 360 旋转 ,俯仰角度可达 0 -90 ,能精准定位到火星。

2021 年 2 月 21 日,在第六十八届国际 固态电路 会议上,该所发布了一款 高性能 77 兆赫兹毫米波芯片及模组 ,在国际上首次实现 2颗 3 发 4 收 毫米波芯片及 10 路毫米波天线单封装集成,探测距离达 38.5 米 ,刷新了当前 全球毫米波封装天线最远探测距离的纪录 。

2 月 19 日,中国慧眼卫星团队在京宣布, 慧眼卫星 发现首个跟神秘的快速射电暴相关联的 X 射线暴,确认其来自银河系内的磁星 SGR J1935+2154,并在国际上首先证认该X 射线暴包含的两个 X 射线脉冲是快速射电暴的高能对应体。这一发现, 证明快速射电暴可以起源于磁星爆发 ,破解了快速射电暴的起源之谜,并为理解快速射电暴的辐射机制和磁星的爆发机制提供了至关重要的数据。

2021 年 2 月 27 日电,由中国工程院院士、军事科学院军事医学研究院研究员 陈薇 领衔的团队研发的我国 重组新冠病毒疫苗(腺病毒载体) ,25 日获国家药品监督管理局附条件批准上市注册申请。这是我国 首家获批的腺病毒载体 新冠病毒疫苗,这也是全球第一个进入临床的新冠疫苗。

3 月 5 日,我国空间物理学家、 山东大学 空间科学研究院 张清和 教授率领的国际研究团队,首次在 北极上空 发现了类似台风的 “太空台风” 。这一最新研究成果被《自然·通讯》在线发表,并被《自然》选为研究亮点。

3 月 12 日, 中国科学技术大学张捷 教授团队与中国地震局合作,推出世界首个 人工智能地震监测系统——“智能地动”监测系统 ,可 1 秒内 精确估算地震震源机制参数。

3 月 13 日,由中国科学院国家天文台牵头、西藏自然科学博物馆等单位参加联合申报的 “高海拔地区科研及科普双重功能一米级光学天文望远镜建设” 项目日前正式启动, 这意味着世界上口径最大的折射式光学望远镜将落地 拉萨 。

3 月 16 日,利用我国 西藏羊八井 的 AS γ 实验阵列,中日两国研究团队在国际上首次发现,距地球 2600 光年的超新星遗迹 SNRG106.3+2.7,发射出了超过 100 万亿电子伏特的伽马射线。这些伽马射线可能是被超新星遗迹中的激波加速到 拍电子伏特 (1000 万亿电子伏特)的宇宙射线与附近的分子云碰撞产生的。因此,该超新星遗迹成为银河系中一个候选的 “拍电子伏特宇宙线加速器” ,为解开超高能宇宙射线的起源之谜打开了重要窗口。

3 月 16 日,安徽 合肥 综合性国家科学中心超导回旋质子治疗系统成功实现 200MeV( 兆电子伏)稳定质子束流从治疗室引出,这标志着国产世界上 最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功 。

3 月 17 日, 山东大学 “太阳爆发及其对行星空间环境的影响” 攀登计划创新团队 夏利东 教授课题组,携手中国科学院云南天文台,利用我国自主研制的 50mm 白光日冕仪在 四川稻城 成功观测到太阳白光日冕图像。这是我国首次在国内观测址点获得 K 冕白光 图像。

3 月 18 日,在 2021 年世界工程日中国庆祝活动上,中国科协宣布成立 中国工程师联合体 ,旨在团结起 4200 多万工程 科技 人才,激发广大工程师创新活力,服务 科技 经济融合发展,深度参与工程领域全球治理。

3 月 18 日, 广东聚华新型显示研究院 获 科技 部批准组建 国家新型显示技术创新中心 ,这是我国在新型显示领域唯一的国家级技术创新中心。

3 月 23 日,国家知识产权局支持在 浙江依托杭州高新技术产业开发区建设物联网 产业知识产权运营中心;在 青岛 市依托 海尔 智家股份有限公司建设 智慧家庭 产业知识产权运营中心;在 大连市 依托 中国科学院大连化学物理研究所 等单位建设 洁净能源 知识产权运营中心。

3 月 24 日,中国科学技术大学 潘建伟、徐飞虎 团队等实现超过 200 公里 的远距离 单光子三维成像 ,首次将成像距离从 十公里突破到百公里量级。

5 月 8 日,中国科学技术大学 潘建伟院士 团队近期成功研制了目前国际上 超导量子比特数量最多 的量子计算原型机 “祖冲之号” ,操纵的超导量子比特达到 62 个 ,并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。

3 月 24 日, 科技 部官网公布,支持 苏州市、长沙市 建设国家 新一代人工智能 创新发展试验区。

3 月 29 日, 中国科学院青藏高原研究所 利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的快重离子加速器、美国阿贡实验室原位离子辐照等大科学装置,并将离子加速器与透射电镜相连,该所研究人员在国际上首次直接观察到 核径迹 在高能离子轰击下半径缩小、长度变短的完整过程。这一观察将更精准地限定 岩石 的年龄,进而分析解读地球和生命的演化。

3 月 30 日,中国-世界卫生组织新冠病毒溯源联合研究报告在日内瓦正式发布。报告认为, 新冠病毒“极不可能”通过实验室传人 , “比较可能至非常可能”经由中间宿主引入人类 。

3 月 30 日,中科院上海光机所,上海超强超短激光实验装置已逐步向用户开放,其输出功率高达 10 拍瓦,即 1 亿亿瓦,脉冲压缩后宽度达到飞秒量级,相当于 10 个太阳 辐射到地球的总功率汇聚到一根头发丝上,由此得名 “羲和” ——传 说中“十个太阳的母亲” 。

4 月 6 日,中国科学院南京地质古生物研究所领衔的科研团队在我国 内蒙古宁城县 发现了 1.25 亿年前的“宁城中华草” , 这是迄今世界范围内发现的最早的 单子叶 植物化石,为科学界研究植物进化提供了重要依据。

4 月 7 日,中 国科学技术大学田志刚院士、 彭慧教授、 孙汭教授 与 法国马赛大学 埃里克· 维维尔教授团队合作,首次发现 成年肝脏造血前体细胞向 1 型天然淋巴细胞( 肝脏定居 NK 细胞) 的分化潜能及调控机制, 由此揭示天然淋巴细胞的骨髓外发育新路径,为阐释肝脏天然免疫优势状态形成原因提供了重要理论依据。

4 月 10 日,我国智能科学技术领域重要奖项 “吴文俊人工智能科学技术奖” 在北京揭晓,共评出 100 个获奖项目成果。中国工程院院士 李德毅 在计算机工程、自动控制、 认知科学和无人驾驶等人工智能领域取得多项国际公认的领先成果, 荣获“吴文俊人工智能最高成就奖” 。本次评选适逢该奖项十周年纪念,并首次设立“吴文俊人工智能专项奖芯片项目”。

4 月 12 日, 坐落于 广东东莞 的 中国散裂中子源(CSNS) , 就像一台 “超级显微镜” , 它是探测物质微观结构的重要手段。 中国散裂中子源隧道内装置建在 13米到 18 米深的地下,主要包括一台负氢离子直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站、 3 台中子谱仪等。这一国之重器通过国家验收,成为 世界上第四个脉冲散裂中子源装置 。

4 月 13 日, 重庆阴条岭国家级自然保护区 管理局发布消息,在近期开展的植物多样性调查时,发现了一种非常奇特的物种,将其命名为 巫溪虾脊兰 ,最终确定为虾脊兰属的新种。(重庆阴条岭国家级自然保护区优越的地质及气候条件非常有利于植物生长、 动物的繁衍和生存, 称得上是生物多样性丰富的“世外桃源”, 也被誉为 “三峡的生态明珠” 。)

4 月 14 日至 15 日, 联合国教科文组织 2021 年 Netexplo 创新论坛在网上举行。 由技术领域全球知名大学组成的 Netexplo 大学网络历时一年, 在全球范围内遴选出了 10 项极具突破性的 数字创新技术 , 中国量子计算机“九章”入选 。

4 月 17 日,国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”通过验收及成果鉴定,标志着我国具备了研制 液氦温度(零下 269 摄氏度)千瓦级 和 超流氦温度(零下 271 摄氏度)百瓦级 大型低温制冷装备的能力。

5 月 7 日,世界卫生组织宣布将 中国国药集团 的一款新冠疫苗列入世卫组织紧急使用清单,这款疫苗成为列入世卫组织紧急使用清单的 第六款疫苗 。并且是列入世卫组织紧急使用清单的 首款灭活疫苗 。

5 月 7 日, 湖南大学刘渊 教授团队使用 范德华金属集成法 ,成功展示了 超短沟道垂直场效应晶体管 ,其有效沟道长度最短可小于 1 纳米 。这项“微观世界”的创新,为“后摩尔时代”半导体器件性能提升增添了希望。

5 月 9 日,中国工程院院士 袁隆平“超优千号” 超级杂交稻品种今年在 三亚 种植了50 亩地进行高产攻关,以中国科学院院士谢华安为首的专家组对这片攻关地进行测产验收。在随机选取 3 块田进行全田机收测产后,最终成绩揭晓:平均亩产 1004.83 公斤,这是 热带地区首次 实现超级稻大面积种植亩产 超 1000 公斤 。

5 月 11 日,总部位于法国巴黎的国际能源署发布《2021 年可再生能源市场报告》。报告说, 2020 年全球新增可再生能源装机容量比前一年增长 45%以上 ,创下自 1999 年以来的最大年度增量。报告指出,2019 年和 2020 年, 中国的可再生能源年度装机容量均占全球总量的 80%以上 ,这主要是因为中国大量陆上风电、光伏发电项目等在 2020 年底前实现并网。

5 月 17 日,中国科学院高能物理研究所与 Springer Nature 联合发布了重大发现——国家重大 科技 基础设施“ 高海拔宇宙线观测站 ( LHAASO )”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器,并记录到来自 天鹅座 内的最高 1.4 拍电子伏伽马光子(拍=千万亿)。专家表示,这是人类观测到的最高能量光子,改变了人类对银河系粒子加速机制的传统认知,开启“超高能伽马天文学”的时代。

5 月 22 日 13 时 02 分,中国科学院院士、我国肝胆外科的开拓者和主要创始人之一、原第二军医大学副校长 吴孟超 同志,因病医治无效在上海逝世,享年 99 岁。吴孟超院士被誉为 “中国肝胆外科之父” ,从医 70 多年来,成功救治了 1.6 万余名患者。

5 月 28 日,中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置( EAST )创造新的世界纪录,成功实现可重复的 1.2 亿摄氏度 101 秒 和 1.6 亿摄氏度 20 秒等离子体运行, 将 1 亿摄氏度 20 秒的原纪录延长了 5 倍。科研人员称新纪录进一步证明核聚变能源的可行性, 也为迈向商用奠定物理和工程基础。

6 月 17 日,国家发展改革委例行新闻发布会上表示,根据《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》, 我国在 京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝 ,以及贵州、内蒙古、 甘肃、 宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。 这 8 个枢纽节点,将作为我国算力网络的骨干连接点,发展数据中心集群,开展数据中心与网络、 云计算、 大数据之间的协同建设,并作为国家 “东数西算” 工程的战略支点, 推动算力资源有序向西转移,促进解决东西部算力供需失衡问题。

6 月 21 日, 云南大学 自然资源药物化学重点实验室与多个研究团队合作,在国际权威专业期刊《药物化学杂志》上在线发表了一项 从中药五味子 中获得联苯环辛烯类木脂素物质靶向 TRBP 蛋白治疗肝癌的研究成果。

6 月 25 日,《 医用同位素中长期发展规划(2021—2035 年)》 正式发布。这是我国首个针对 核技术 在医疗卫生应用领域发布的纲领性文件,对提升医用同位素相关产业能力水平、保障 健康 中国战略实施具有重要意义。

7 月 8 日, 2021 世界人工智能大会 在 上海 开幕,300 余家国内外参展企业带来了最新的技术和产品。其间还将举办 100 多场论坛,包括图灵奖、 诺贝尔奖得主在内的上千位国内外嘉宾将共同探讨人工智能助力城市数字化转型等前沿话题。

7 月 11 日电,中国科学院自动化研究所(中科院自动化所)成功研发的跨模态通用人工 智能(AI)平台“紫东太初” 9 日正式对外发布,其以多模态大模型为核心,基于全栈国产化基础软硬件平台, 可支撑全场景 AI 应用。

7 月 19 日, 双季早粳稻新品种“中科发早粳 1 号” 现场会在 江西省上高县 举行,这一品种实现了我国双季早粳稻“零的突破”。

7 月 27 日, 第 23 届中国科协年会在北京开幕,本届年会围绕 科技 社团发展与治理、 碳中和、“90 后” 科技 人才成长 等领域, 设置 25 项专题活动陆续在京津冀三地展开。 年会期间,还将成立“一带一路”绿色智造产业联盟,并发布《2021 重大科学问题和工程技术难题》 等系列报告。

8 月 2 日获悉, 国务院办公厅日前印发《关于完善 科技 成果评价机制的指导意见》, 围绕 科技 成果 “评什么”“谁来评”“怎么评”“怎么用” 完善评价机制,作出明确工作安排部署。《意见》要求, 科技 成果评价要坚持 质量、绩效、贡献 为核心的评价导向。

8 月 18 日获悉, 国务院办公厅近日印发《关于改革完善中央财政科研经费管理的若干意见》。 意见》提出,要 扩大科研经费管理自主权 ,加大科研人员激励力度,提高间接费用比例,对数学等纯理论基础研究项目,间接费用比例可提高到 不超过 60% 。

9 月 11 日, 由中国科协、 中宣部等 13 部门联合举办的 2021 年 全国科普日 活动开启,今年的主题是 “ 百年再出发, 迈向高水平 科技 自立自强” 。

9 月 22 日, 清华大学正式成立碳中和研究院 。

中国科学院天津工业生物技术研究所研究员 马延和 带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了 11 步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从 二氧化碳到淀粉分子 的全合成。核磁共振等检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。

10 月 20 日悉, 全国首个 煤炭智慧矿山创新实验室人工智能计算中心 在 山西 建成, 可实现安全、 少人无人、 高效的生产模式, 帮助煤炭行业进行数字化、 智能化转。

优雅的橘子
无语的鸡
2025-08-25 22:25:41
7月6日至10日,我市组织相关部门和有关企业参加甘肃省“十一五”重大科技成就展等五项活动取得实效。

一是七个项目入选甘肃省“十一五”重大科技成果选编一书,占全省入选成果的4%,所选成果并在甘肃国际会展中心以实物、样品(模型)、图片、多媒体等形式综合展示。这五个项目分别是玉门拓璞科技开发有限责任公司“从二氧化碳萃取啤酒花残渣中分离提纯黄腐酚的工艺研究”、甘肃大禹公司“农业高效节水地下滴灌系统开发及关键技术研究”、酒泉奥凯公司“5HZD系列大型智能化环保节能果穗烘干仓储装备”、“大型低破碎揉搓式玉米种子脱粒加工装备”、酒泉敦煌种业百佳食品公司“洋葱脱水蔬菜加工技术研究”、酒泉金水源节能环保科技公司“节能环保型地暖高温水自动换热降温器”、酒泉职业技术学院“可再生能源发电系列实训装置”。这些新技术、新成果是对我市“十一五”重大科技成就的回顾与总结,也是激励酒泉科技迈向“十二五”的一项重要活动。

二是参加甘肃可再生能源开发利用研讨咨询会,酒泉科技局等单位聆听了中国工程院党组书记、院长周济一行12位院士对可再生能源开发利用工作的报告,对可再生能源开发利用进一步明确了认识,坚定了信心。

三是参加了省政府与中国工程院签订科技合作协议仪式,掌握了科技合作的动态和领域目标,提高了对建设创新型酒泉,加快转变经济发展方式、推动产业结构优化升级抢抓机遇,开拓创新,顽强拼搏,努力提升我市科技创新能力,加快科技成果向现实生产力转化,推动全市经济社会实现跨越发展的高科技合作意识。

四是参加西北技术转移联盟科技项目推介会,我市敦煌种业百佳食品公司代表酒泉推介了技术转移项目,签约资金7000万元。

五是参加甘肃省“促进科技与金融结合,推动中小企业发展”为主题的推介会,8户企业和科技局代表参加了会议、了解了科技金融工作的界定、发展、存在的问题,政府机构在其中发挥的作用和发展趋势等问题,参与企业掌握了科技资源与金融资源对接的新机制,掌握了社会资本积极参与自主创新,加快科技成果转化,推动科技型中小企业发展的政策措施和方法。(高新技术及产业化科)

陶醉的野狼
传统的小笼包
2025-08-25 22:25:41

====== 实验室领导班子组成 ======

姓 名 性别 职 称 实验室任职 工作单位

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 主任 浙江大学

周俊虎 男 教授、博导 副主任 浙江大学

施正伦 男 研究员 副主任 浙江大学

程 军 男 副教授 外事秘书 浙江大学

刘建忠 男 教授、博导 科研秘书 浙江大学

周劲松 男 教授、博导 学术秘书 浙江大学

====== 第二届实验室学术委员会委员 ======

姓 名 性别 职 称 专业 工作单位

黄其励(主任委员) 男 院士、博导 动力工程 东北电力公司

倪明江(副主任委员) 男 常务副校长教授、博导 委员 浙江大学

岑可法 男 院士、博导 工程热物理 浙江大学

包信和 男 研究员、博导 物理化学 中国科学院大连化物所

陈勇 男 研究员、博导 热能工程 中国科学院广州能源所

樊建人 男 长江计划特聘教授、博导 工程热物理 浙江大学

郭烈锦 男 长江计划特聘教授、博导 动力工程 西安交通大学

郭庆祥 男 教授、博导 有机化学 中国科技大学

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 工程热物理 浙江大学

王洋 男 研究员、博导 煤炭化学 中科院山西煤炭化学研究所

姚强 男 长江计划特聘教授、博导 热能工程 清华大学

章明川 男 教授、博导 工程热物理 上海交通大学

郑楚光 男 教授、博导 动力工程 华中科技大学

====== 第二届实验室国际顾问委员会委员 ======

姓 名 性别 职称、职务 专业 工作单位

Ronald K. Hanson 男 美国工程院院士 燃烧学 Stanford University

Fransson, Torsten Henry 男 瑞典皇家工程院院士 能源动力 瑞典皇家工学院

Tomas Kaberger 男 瑞典皇家工程院院士、瑞典能源署署长 可再生能源 Lund University

Nickolas J. Themelis 男 美国工程院院士 废弃物能源 Columbia University

Lars Eric Marcus Aldén 男 瑞典皇家科学院、工程院院士 燃烧物理 Lund University

Dawid Y.S.Lou 男 教授、系主任 动力工程 美国Nebraska大学

Joachim Werther 男 教授、所长 多相流 Technical University Hamburg-Harburg

Robert E. Hall 男 空气废物管理处处长 污染物控制 美国环保署(EPA)

Alfons Georges Buekens 男 教授 污染物控制 Free University of Brussels

Benjamin Jurcik 男 Air Liquide R&D Scientific Director 化学工程 Air Liquide Laboratories

Choi Sangmin 男 教授、韩国燃烧学会主席 燃烧学 韩国高等工业科技大学(KAIST)

Gérard Grehan 男 教授、实验室主任 光学物理 法国应用科学院鲁昂分院

G. C. Dismukes 男 教授 氢能 美国普林斯顿大学

====== 第一届实验室学术委员会组成人员 ======

姓 名 性别 职 称 学术委员会任职 工作单位

岑可法 男 院士、博导 主任 浙江大学

黄其励 男 院士、博导 副主任 东北电力公司

郑楚光 男 教授、博导 委员 华中科技大学

陈昌和 男 教授、博导 委员 清华大学

陈勇 男 研究员、博导 委员 中国科学院

郭烈锦 男 长江计划特聘教授、博导 委员 西安交通大学

章明川 男 教授、博导 委员 上海交通大学

陈义良 男 教授、博导 委员 中国科技大学

李大冀 男 教授、博导 委员 东南大学

王洋 男 研究员、博导 委员 中科院山西煤化所

于遵宏 男 教授、博导 委员 华东理工大学

倪明江 男 常务副校长教授、博导 委员 浙江大学

骆仲泱 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

严建华 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

樊建人 男 长江计划特聘教授、博导 委员 浙江大学

====== 第一届实验室学术委员会顾问组成 ======

姓 名 性别 职 称 学术委员会任职 工作单位

P. Basu 男 教授、博导 顾问 加拿大新斯科舍工业大学

谷口博 男 教授、博导 顾问 日本北海道工业大学

向哲愚 男 博士 顾问 美国能源部

C.K.Lee 男 教授 顾问 加拿大国家煤与矿物资源研究所

Dawid Y.S.Lou 男 教授 顾问 美国机械工程师学会、Nebraska大学

J.R.Howard 男 教授 顾问 英国伯明翰大学

固定研究人员

岑可法院士 倪明江教授 骆仲泱教授 严建华教授 樊建人教授

高翔教授 池涌教授 周俊虎教授 施正伦研究员 周昊教授 方梦祥教授 周劲松教授 程乐鸣教授

王勤辉教授 陈光明教授 吴祖成教授 邱利民教授 金滔教授 刘建忠教授 蒋旭光教授 李晓东教授

马增益教授 赵虹教授 杨家林研究员 黄镇宇教授 王树荣教授 王飞教授 甘智华副教授 王勤副教授

余春江副教授 周志军副教授 程军副教授 金余其副教授 王智化副教授 邱坤赞副教授 翁善勇副教授

蒲兴国高工 谷月玲高工 郑航高工 金军高工 施正展工程师 陈玲红工程师 杨卫娟副教授 朱艳群助研

陈彤副研究员 陆胜勇副教授 罗坤副教授 黄群星副教授 成少安教授

勤奋的吐司
激昂的鞋垫
2025-08-25 22:25:41
材料属于工科的吧,而南大比较强的是理科了,所以可能不是最顶尖的系。。。

因为我本人当时也想学材料,后来看到材料好像不是很好,所以去南大学化学了我们也是校友哦。。。

不过再怎么说南大的毕业生应该找工作还好了,而且近几年工科的毕业生非常好找工作,我舅舅在北大搞材料的,他觉得工科以后的发展比理科好,还说我选错专业了。。。

院系介绍-历史-发展-现状

历史

南京大学材料科学与工程系起源于物理与化学学科的交叉。1990年,在南京大学固体微结构物理国家重点实验室和配位化学国家重点实验室的基础上,组建了材料科学研究所。由闵乃本教授(物理)和杨昌正教授(化学)出任正副所长。1993年成立南京大学材料科学与工程系,闵乃本院士任首届系主任,刘治国教授(物理)和孙祥祯(化学)教授任副系主任。学科创立初期,由于关注到迅速发展的信息产业(主要是微电子和光电子产业)迫切需要高技术信息功能材料与器件,结合我校在物理和化学两大基础学科的优势以及在功能材料方面研究的长期积累,明确地将材料科学与工程系的发展方向定位于功能材料,特别是信息功能材料。确定了"以材料的结构性能、精细人工合成化学与现代光电子技术相互渗透,材料的合成制备—结构性能—器件应用三位一体,发展光电功能材料及器件的学术方向”。建立了晶体生长、有机金属化学气相沉积、脉冲激光沉积和团簇薄膜材料实验室。承担了两项国家高技术研究发展计划(863)的项目,在国际上最早利用铁电超晶格LiNbO3晶体研制成功毫瓦级小型全固化蓝光激光倍频器和工作频率为1GHz的超高频声学换能器。该成果被八五“863”专家委员会评价为“具有国际先进水平的创新性研究”。

靓丽的野狼
细心的身影
2025-08-25 22:25:41
进入21世纪,中国能源领域面临总量需求大、液体燃料短缺、环境污染严重、温室气体排放和农村能源消耗增加五大挑战,应及早调整能源利用结构,建立完善、全面、具体的能源战略体系。中国工程院院士倪维斗近日在呼和浩特举行的内蒙古经济发展论坛上作出上述表示。

据倪维斗介绍,中高耗能、重化学工业的发展阶段难以逾越。随着机动车辆的猛增,尽管中国每年生产1.7亿吨石油,但缺口仍很大,2005年为1.2亿吨,预计到2010年达到2.5亿吨。

同时,中国70%的能源来自于煤炭的直接燃烧,当然会产生二氧化硫、一氧化碳等有害气体,难免会污染空气环境。从上个世纪90年代开始,全国产生的二氧化碳气体也呈逐年增加的趋势,每年至少在30亿吨左右。

根据一般规律,城市人均资源消费量为农村的3.5倍。预计到2020年,中国城市化率将达到55%到60%,这就意味着曾经能源消耗较少的农村也将扩大能源消耗量。

倪维斗特别提出,目前中国能源领域存在两大不可改变的事实:一是对煤炭、石油等传统能源依赖性大,二是再生能源在2020年前不可能解决主要问题。

鉴于上述情况,中国应当在一次能源以煤为主的情况下,实现资源、能源、环境整体化的可持续发展,构建以煤气化为核心的多联产系统,建立完善的能源战略体系。

新华网呼和浩特8月20日专电(记者李云平)

倪维斗(工程院院士)1932年10月生于上海,中共党员。1950年入清华大学,1951年被保送到苏联莫斯科包曼高等工业学院读书,1957年毕业后回校任教。1960-1962年曾赴列宁格勒加里宁工学院攻读研究生,获得副博士学位。历任烯气轻机教研组主任、热能工程系、汽车工程系系主任,副校长,校务委员会副主任,煤烯烧国家重点实验室主任,国家“攀登计划”B 项目首席专家。1990年被俄罗斯圣彼得堡国立技术大学授予荣誉科学博士。

1991年被选为国际高校科学院院士。现任清华大学热能系教授,北京市科协副主席,国家重点基础研究规划专家顾问组成员。专长于动力机械工程和工程热物理。目前致力于我国可持续发展能源系统的研究。

为一名工程院院士,不仅仅是我个人的荣誉与责任,也是我所在的清华大学热能工程系及原燃气轮机教研组共同努力的结果。没有一个精诚团结、相互支持、学术氛围良好的集体(在这个集体中,有我的老师辈、同辈、年轻一辈的同仁,还有年轻的本科生、硕士生、博士生、博士后),就不可能有今天。现就我个人几点感受和年青同志共勉。

一、充分认识我们所从事工作的重要性并热爱它。

二、要自始至终力图把自己的工作、学习融入到我国动力事业发展的主流中去,密切注意国内外动力事业发展的新动向,建立"要做就得最好"的强烈意识。

三、发挥团队精神,要精诚团结和互相协作。

四、要有严格的科学作风,任何事、任何问题都要求从清晰的物理概念和解决工程问题的最终目的出发。

五、要办实事,说实话一切从实际出发,不图虚名,不赶潮流。

六、要能在逆境中仍孜孜以求,无怨无悔,奋力向前。

历史在不断前进,我深信年青同志会有更大的成就,"长江后浪推前浪"是社会发展的必然规律。