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有望成为电动汽车全新动力源,西班牙阿利坎特

发布时间:2019-08-14 02:33编辑:科学浏览(88)

    应结构化学国家重点实验室邀请,西班牙阿利坎特大学教授Juan M. Feliu于10月20日访问中国科学院海西研究院,并作了题为Single Crystal Pt Electrodes as Models for Surface Characterization的学术报告。在报告中,Feliu着重介绍了单晶电极的制备及其作为模型催化剂在研究无机有机小分子氧化、氧还原等催化反应中的重要应用和意义,并就与会人员关于表面电化学和电催化等相关问题作了详尽的解答。

    2010年10月22日下午,厦门大学副校长、国家杰出青年基金获得者孙世刚教授应材料学院邀请来我校作报告,副校长谢军占在学术交流中心贵宾室亲切会见了孙世刚教授,材料学院有关领导参加会见。随后,孙世刚教授报告会在学术交流中心第八会议室举行,材料学院院长陈拴发主持报告会。 孙世刚教授报告的题目是《新能源汽车中化学电源关键科学问题与研究进展》。孙教授首先分析了在化石类能源逐渐枯竭的大背景下,全世界新能源汽车尤其是电动汽车的发展现状。介绍了目前影响电动汽车大规模应用的主要瓶颈之一是为其提供动力的化学电源,而化学电源的综合性能的提升离不开新型、高性能电极材料的发展。接着,他以课题组具体研究工作为例,深入细致地讲解了如何通过调控电极材料的晶体和表面结构来改善锂离子电池综合性能,如何调控催化剂晶体和表面结构来改善燃料电池的综合性能等问题。孙世刚教授的报告为化学电源综合性能提升提供了新思路和有效途径,对我校能源与电子学科的发展及相关科研工作的开展具有很好的指导作用。 孙世刚教授现任厦门大学副校长、化学系教授、固体表面物理化学国家重点实验室研究员、博士生导师,是国家杰出青年基金获得者。主要社会职务有:国际电化学会会士、“国际电化学会会士”初选委员会委员、英国皇家化学会会士 、中国化学会第27届理事会理事、电化学委员会副主任、第六届教育部科学技术委员会化学化工学部常务副主任、中国微米纳米技术学会常务理事、纳米科学技术分会副理事长、中国物理学会表面与界面物理委员会委员。现任国际J. Electroanal.Chem., Functional Materials Letters,Int. J. Anal. Chem.,The Open Electrochem. J.和国内《应用化学》编委,《物理化学学报》、《电化学》和《光谱学与光谱分析》副主编。 孙世刚教授长期从事电催化、谱学电化学、纳米材料和能源电化学研究。主要学术贡献包括:在原子排列结构层次系统、深入研究电催化剂的表面结构与性能,建立表面活性位结构的理论模型;创建晶体形状控制和生长的电化学方法,制备出铂二十四面体等高活性的金属纳米催化剂,开拓高表面能、开放结构纳米材料的新方向;发展一系列先进的电化学原位红外反射光谱,从分子水平阐明电催化反应的机理和动力学;从表面结构调控和三维结构纳米材料构筑成功地实现显著提升锂离子电池电极材料的性能。于1995年获得国家杰出青年科学基金、先后主持完成国家自然科学基金重点课题和国家“973”计划课题等重要科研项目。在Science, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Chem.Commun., J. Phys. Chem.,《中国科学》等SCI收录期刊发表研究论文230多篇。主要获奖情况包括:2010年获得国际电化学会第二届Brian Conway奖,指导的研究生获得全国百篇优秀博士论文奖、被评为全国劳动模范先进工作者;首届中国电化学贡献奖、教育部自然科学奖一等奖、国家级教学名师奖、国家教学成果奖一等奖、全国高等学校优秀骨干教师、宝钢优秀教师特等奖、国家教委科技进步奖二等奖(1992和1996)、2007年度中国基础研究十大新闻、2007年度中国高等学校十大科技进展、全国百名优秀博士后和国务院政府特殊津贴等。

    报告时间:2018年4月28日上午10:10

    近日,南开大学化学学院教授陈军团队项目“微纳结构与电化学能源器件”获得天津市自然科学一等奖。该项目属于无机能源材料化学领域,在“尖晶石微纳结构的可控制备与电催化性能”以及“微纳结构电极材料的设计制备与电化学储锂/镁性能”的研究方面有所突破,对研发新型高比能、大功率、长寿命电化学能源系统,推动化学及其交叉学科的发展具有重要意义。 该系统应用于可充金属锂/锌空气电池,是目前循环寿命最长的高能量密度金属锌空气电池,并具有高安全特性,有望成为下一代电动汽车的安全动力电池。

    Feliu于1978年获得西班牙巴塞罗那大学博士学位,1993年应聘为阿利坎特大学教授。主要从事贵金属单晶电极和纳米粒子表面电化学、谱学电化学、电催化等相关研究。已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Edit.等学术期刊上发表400多篇论文,论文被引用超10000次,H值56。Feliu是国际著名的电化学家,目前担任国际电分析化学学术期刊主编,是前国际电化学会主席、国际纯粹与应用化学会及国际电化学会会士,曾长期担任阿利坎特大学电化学研究所所长,在国际电化学界享有崇高的声誉。鉴于他在界面电化学所取得的突出成就与卓越贡献,2008年国际电化学会授予他首届“Brian Conway”奖。

    会场交流

    张久俊教授具有30多年的电化学研究,分别担任中国、美国以及加拿大核心资历团队负责人。1978 年考入北京大学化学系,分别获学士和硕士学位,1988年于武汉大学获电化学博士学位,1991至1993年于美国加州理工学院(California Institute of Technology)进行燃料电池催化剂的博士后研究,后加入加拿大约克大学(York University) 及英属哥伦比亚大学(University of British Columbia) 从事非铂电催化剂和传感器开发。1998年作为高级科学家加入世界顶级燃料电池公司加拿大Ballard公司(Ballard Power Systems Inc)从事质子交换膜燃料电池(PEMFC)研究,并担任项目经理。2004年作为电化学和燃料电池专家受任于加拿大国家研究院燃料电池创新研究所(NRC-IFCI)。张久俊博士的研究领域涉及物理化学、材料学、电化学、电分析、电催化、电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器、光电化学以及传感器等各个方面。目前主要集中于纳米材料(电极材料和电极催化剂),纳米技术在电化学能源、转换和存储方面,包括燃料电池、电池,CO2电还原以及超级电容器等方面的研究开发。至今已发表科学技术论文报告450多篇,被引用29000多次(h-index:70),编著23本专著,43部书章节和140多场口头演讲(邀请报告80多次,包括大会报告和主题报告),获16项美国及欧洲专利和撰写90多份工程技术报告。张久俊教授现在是知名国际丛书Electrochemical Energy Storage and Conversion (CRC Press)主编,Springer Nature期刊Electrochemical Energy Reviews主编,KeAi Press期刊Green Energy & Environment副主编,及多个其它国际期刊的编委, 加拿大国家自然科学与技术等重要基金评委,加拿大国家首席教授评审委员会评委,国际电化学会,美国化学会,美国电化学会,加拿大化学化工学会会员,参与北美欧洲澳大利亚亚洲国家著名科技基金及中国自然科学奖励评审。

    据了解,项目所提出的尖晶石纳米晶制备新策略有利于绿色制备、新能源利用和节能减排,开发的尖晶石纳米材料可替代铂基催化材料,为研制高效廉价、新型大容量长寿命的金属空气电池提供了新思路。相关研究成果发表在Nature Chem.、Nature Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.等学术期刊上,受邀在Chem. Soc. Rev.发表综述;4项具有自主知识产权技术获授权发明专利保护,2项专利已实施转化。研究成果被美国科学院院士、德州大学John Goodenough,美国科学院院士、斯坦福大学HJ Dai教授,美国工程院院士、麻省理工学院Karen Gleason教授,美国工程院院士、美国电化学会副主席、纽约大学石溪分校Esther S. Takeuchi教授,国际电化学权威学者英国南安普顿大学John R Owen教授等在学术期刊正面引用与评价,被《中国科学基金》作为亮点研究进展和封面成果进行介绍。项目成果有力地推动了无机能源材料化学的发展。

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    可充“金属—空气电池”以Li、Na、Mg、Al、Zn等轻质活泼金属为负极,以碳、贵金属或过渡金属氧化物等构成的空气电极为正极,放电时从空气中获取氧气,充电时再释放出氧气,因此被誉为“可呼吸”电池。 金属空气电池具有超高理论能量密度,电极活性物质廉价易得,特别是利用CO2作为活性材料来取代氧气产生电能,意味着该电池系统有望在CO2富集的地方,如动物及人类聚集地、汽车尾气、燃煤发电尾气及火星探测等广大领域,提供稳定的能量源泉,因此作为“下一代绿色高比能电池”而被看好。然而,金属空气电池实际性能受限于空气电极氧还原/氧析出的反应动力学,需要使用电催化剂提高反应效率。铂族贵金属及其合金是催化活性和稳定性俱佳的电催化剂,但其价格昂贵,资源稀缺,规模应用难,需要研制廉价非贵金属基替代材料。

    报告会会场

    张久俊教授是加拿大皇家科学院院士(The Academy of Science of the Royal Society of Canada),加拿大国家工程院院士(Canadian Academy of Engineering), 加拿大工程研究院院士(The Engineering Institute of Canada),国际电化学会会士(International Society of Electrochemistry), 英国皇家化学会会士(The Royal Society of Chemistry),国际电化学能源科学院(International Academy of Electrochemical Energy Science)创始人、主席兼总裁,英属哥伦比亚大学,滑铁卢大学,中国北京大学,天津大学,中国科学院,巴西联邦玛瑞昂大学等15所大学和学术机构荣誉/兼职教授。张教授是加拿大联邦政府国家研究院(NRC)前首席科学家,现任上海大学理学院和可持续能源研究院两院院长,广西自治区主席院士顾问。2014,2015,2016,2017年被连续选为全球科技工程界论文最高引用(Top 1%)科学家之一,同时被汤森-路透社评为“全球3000名最具影响力的科学家之一”(the “World's Most InfluentialScientific Minds”by Thomson Reuters)。

    尖晶石型氧化物是一类重要的功能材料,在电、磁、催化、能源等领域具有广泛用途,也是潜在的金属空气电池电催化剂。该类化合物通常采用传统的固相烧结法制备,需要高温长时间加热来克服扩散阻力和反应能垒,耗能耗时,虽然所得产物的结晶性能较好,但成分容易偏析,组成和形貌难以调控,粒径大,比表面积小,反应活性低,限制了其在电催化、储能等方面的应用。陈军团队针对传统高温固相法难以实现尖晶石室温合成的难题,提出并建立了“还原-氧化-转化结晶”新方法,发展了无机固体材料的合成方法学,室温制备了高活性氧还原/析出电催化尖晶石纳米晶;采用尖晶石材料代替Pt电极,应用于可充金属锂/锌空气电池,其中锌空气电池能量密度达到335 Wh/kg,是目前循环寿命最长的高能量密度金属空气电池,有望成为下一代电动汽车的安全动力电池。

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    报告人:张久俊教授

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    个人简介:

    谢军占副校长与孙世刚教授亲切交谈

    报告地点:亳州学院第一会议室

    报告题目:可持续能源发展与新能源汽车动力电池

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