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学术讲座:春晖计划-中国旅德学者化学化工学会学术交流报告会

发布时间:2025-09-15

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为进一步促进材料科学领域的国际学术交流,在教育部“春晖计划”的支持下,北京大学深圳研究生院新材料学院将携手中国旅德学者化学化工学会,于9月15日共同举办学术交流报告会,欢迎各高校感兴趣的师生亲临现场交流!活动具体信息如下:

主题:春晖计划-中国旅德学者化学化工学会 学术交流报告会

主讲人:周亚洲博士/赵汝艳博士/王魏博士/何秋博士/龚庆博士

主持人:肖荫果 新材料学院副教授/王明超 新材料学院助理教授

时间:2025年9月15日(星期一)09:00-12:00

地点:北京大学深圳研究生院 C103教室

讲座语言:中文


周亚洲博士

德国马克斯·普朗克聚合物研究所

▌个人简介

周亚洲,中国旅德学者化学化工学会(GCCCD)莱茵普法分会会长,江苏大学材料与科学学院副教授,德国美因茨马克斯·普朗克聚合物研究所(MPI-P)高级博士后研究员,师从德国科学院、美国艺术与科学院院士KlausMüllen教授。周亚洲博士课题组长期研究非均相催化剂的开发,尤其是单原子催化剂(SACs),主要聚焦于SACs 的理性设计与精准合成,深入探索原子结构—催化性能的构效关系,并推动其在电解水、质子交换膜燃料电池、光催小分子转化、二氧化碳催化转化为高附加值化学品等前沿方向的应用。迄今为止,周博士已在Nat. Commun、JACS、Angewandte Chemie、Adv. Mater.、Adv.Energy Mater.、Adv. Funct.Mater.等国际顶级期刊发表论文90余篇,论文被引超过3500次,H指数为33,主持和参与了包括欧盟Horizon项目、德国科研基金会(DFG)及国家自然科学基金(NSFC)、国家博士后项目、国家博士后特别资助等在内的多项重要科研项目。

▌报告主题

单原子催化剂:合成策略与催化潜力

▌报告摘要

非均相催化是现代工业过程中的核心技术。当负载型纳米颗粒被缩减至单原子极限时,形成的单原子催化剂(SACs)展现出独特优势。这些分散的金属原子位点具有明确的配位结构,能够开启不同于传统催化的新反应路径。SACs 不仅在苛刻环境下保持高稳定性,还实现了金属原子的最大化利用率,契合可持续化学的发展目标。然而,其可重复性和规模化合成仍存在挑战,尤其是在催化剂载体上实现高密度单原子位点并避免金属团聚,这与热解过程中原子扩散与稳定之间的平衡密切相关。

本报告将介绍几种单原子合成策略,探讨离子、有机金属配合物以及颗粒等不同金属前驱体向单原子转化的途径及可能机制。与此同时,将重点讨论单原子催化剂在电催化氧还原反应(ORR)、二氧化碳还原反应(CO₂RR)以及有机合成中的应用潜力,并结合实例探讨原子结构–催化性能的构效关系。这些研究为高密度 SACs 的规模化合成和广泛应用奠定了重要基础,也为构建经济可行的新型催化体系开辟了新方向。


赵汝艳博士

马普微结构物理研究所

▌个人简介

赵汝艳,目前在马普微结构物理研究所(合作导师:冯新亮教授)开展博士后研究工作,研究方向为推-拉电子型二维共轭高分子。博士毕业于中国科学院长春应用化学研究所(导师:刘俊研究员)。迄今已发表SCI论文30余篇,第一作者(含共同)论文14篇,包括Nat.Mater.,J.Am. Chem. Soc.,Angew.Chem. Int. Ed.,Acc.Chem. Res.,Chem.Sci.,Macromolecules,Chem.Mater.等,4篇论文入选ESI高被引论文,2篇被选为热点论文,获授权中国发明专利2项。邮箱: ruyan.zhao@mailbox.tu-dresden.de。

▌报告主题

有机及杂化半导体材料与器件

▌报告摘要

传统的一维线性共轭高分子仅在链状共轭骨架上展现出有效的共轭和高效的传输。二维共轭聚合物将共轭拓展到二维共轭平面,可以建立多个电荷传输通道,有望突破电荷传输的瓶颈,实现高效电荷传输。我们借鉴线性共轭高分子的结构设计,发展出一类给受-体型晶态二维共轭高分子。这类二维共轭高分子具有高度弥散的电子结构,载流子的离域范围广、有效质量低,理论计算表明在完美晶体中可实现超过1800cm2 V−1 s−1的电子迁移率,利用光泵浦太赫兹探测技术测试的多晶粉末的本征载流子迁移率超过300 cm2 V−1 s−1 ,从实验上验证了共轭维度拓展带来的类能带高效电荷传输性质。进一步调控推-拉电子效应,实现了罕见的以电子传输为主导的二维共轭高分子。进一步利用其快速的电荷转移与分离特征,制备出超高灵敏度化学电阻器,性能显著优于已报道的化学电阻传感器,从器件水平展示了这一类二维共轭高分子的巨大应用潜力。


王魏博士

德累斯顿工业大学

▌个人简介

王魏,现为德累斯顿工业大学CSC公派博士,导师为德国科学院院士和欧洲科学院院士Gianaurelio Cuniberti教授。研究方向为功能MOF材料的制备及微传感器件开发。硕士毕业于西北大学。迄今共发表学术论文19篇,其中以第一作者(含共一)论文13篇,包括Angew. Chem. Int. Ed., ACS Sens., Chem Eng J, Carbon, Nanoscale Horiz., ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Alloys Compd。1篇论文入选ESI高被引论文,1篇被选为热点论文,获授权中国发明专利4项,德国发明专利受理1项。参与德国科研基金会(DFG)目前担任中国旅德学者化学化工学会(GCCCD)萨克森州和德累斯顿分会会长。邮箱: wei.wang1@mailbox.tu-dresden.de。

▌报告主题

MOF/COF用于气体传感

▌报告摘要

有毒气体如硫化氢(H2S)和二氧化硫(SO2)在环境监测、食品安全和健康诊断中具有重要意义,其痕量检测始终是气体传感领域的核心挑战。金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)因其可设计性、孔道结构和功能化潜力,成为新一代气体传感材料的理想候选。本报告将介绍我们在 MOF 和 COF 材料气体传感方面的两项进展:一方面,通过 MOF 衍生策略构筑功能化碳材料,实现了对 H2S 的高效识别与稳定响应,揭示了结构设计与气体相互作用的内在机理;另一方面,基于推–拉电子分子设计合成了二维共轭聚合物/COF 材料,展现出优异的电荷传输特性,并在 SO2 检测中表现出突出的潜力。这些研究表明,框架材料通过合理的结构与电子调控,能够为新型高灵敏、选择性好、可持续的气体传感器提供有效解决方案,并拓展其在环境保护与健康诊断中的应用前景。


何秋博士

卡尔斯鲁厄理工学院

▌个人简介

何秋,现为卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)-四川大学交流博士后,德国导师为KIT纳米科技所“多尺度模拟和虚拟设计”研究中心主任WolfgangWenzel教授,国内导师为国家创新长期项目特聘专家、四川省峨眉计划创新领军人才、湖北省“百人计划”入选者赵焱教授。何秋博士毕业于武汉理工大学,研究方向为新型高性能电池储能和催化材料的开发和理论模拟,迄今为止,已在国际SCI期刊如AdvancedMaterials、NatureCommunications、Angewandte ChemieInternational Edition、AdvancedEnergy Materials等上发表60余篇论文,其中第一作者和通讯论文30篇,共同一作9篇,排名第二的论文9篇,个人H指数31。邮箱: qiu.he@kit.edu。

▌报告主题

锂硫电池催化剂的开发和理论模拟

▌报告摘要

锂-硫电池是一种极具发展前景的新型储能体系,采用锂金属负极(理论比容量3860 mAh g⁻1)和单质硫正极(理论比容量1675mAh g⁻1)。其基于金属锂的沉积/溶解与硫的转化反应机制,理论能量密度高达2500 Wh kg⁻1,显著优于现有锂离子电池。尽管硫正极存在的导电性差和体积膨胀等问题已在前人研究中得到有效缓解,但仍面临容量保持率低、倍率性能差的挑战,这主要源于其本征复杂的电化学反应和缓慢的反应动力学。因此,开发高效催化剂已成为当前锂-硫电池研究的重点课题。此外,提升锂金属负极的稳定性和库仑效率也是实现其实际应用的关键。

在本报告中,何秋博士将结合其近年来的研究成果,系统介绍锂-硫电池中密度泛函理论计算的应用,展示其预测的一系列有潜力的碳基单/双金属和金属有机框架化合物催化材料,并阐明其在原子尺度上的作用机制与规律,揭示材料本征物化属性与电化学性能之间的内在联系。此外,何秋博士还将介绍如何通过实验与理论模拟相结合,借助隔膜改性调控锂离子分布,稳定锂金属负极界面,从而实现无枝晶锂沉积,有效提升其库仑效率与循环寿命。这些研究不仅为发展实用化锂-硫电池提供了理论指导与实验基础,也为新型电池催化材料的设计开辟了新思路。


龚庆博士

卡尔斯鲁厄理工学院

▌个人简介

龚庆,中国旅德学者化学化工学会(GCCCD)理事,GCCCD2022-2025年年会组委会主席/联席主席,卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)助理研究员,德国MoSt2Energy有限公司副总经理。德国宇航中心(DLR)/斯图加特大学联合培养博士。自2019年起致力于高温氯盐储导热技术、卡诺电池技术、光热发电技术、液态金属电池技术和二氧化碳有机电还原技术等研发。在高温熔盐系统安全运行监控技术和新型氯盐熔盐超高温(>750摄氏度)储导热技术等领域获得突破,发表熔盐技术相关论文8篇,被引约260次,熔盐技术相关国际授权专利3项。主持和参与德国联邦教育部(BMFTR)项目,中国基金委NSFC与德国科学联合会DFG联合资助的中德国际合作研究项目,德国宇航中心技术转让局项目等。获得DAAD-DLR“全额博士奖”,斯图加特大学最高荣誉等级博士(summacum laude)等荣誉。邮箱:qing.gong@most2energy.com。

▌报告主题

用于大规模能源存储的熔盐卡诺电池技术:—— 从实验室到工业化的产学研实践

▌报告摘要

大规模储能是实现可再生能源高比例接入与电力系统灵活运行的关键,而基于熔盐的卡诺电池技术因其高效性与可扩展性,正逐渐成为重要的技术方向。针对高温氯盐储热体系在成本效益、材料兼容性及力学性能方面面临的“三难问题”,报告了一整套腐蚀控制策略,包括腐蚀机理解析、原位监测、电解净化、腐蚀抑制剂添加等。实验结果显示,通过该策略,铁基合金在氯盐体系中的腐蚀速率可降低至 <15 μm/年,达到了工程应用标准。在研究成果的推动下,MoSt²Energy 有限公司成立并开展了熔盐储能技术的产业化探索,其产品与服务涵盖熔盐腐蚀控制与监控系统、盐处理与预加热设备、移动式储热系统及商业电站改造与设计,形成了从实验室到工业化的完整转化路径。该研究和实践表明,熔盐卡诺电池不仅具备理论与实验可行性,更在工程与商业化方面展现出广阔前景,为未来低碳能源体系建设提供了重要支撑。

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