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化材学院邀请普渡大学曾振华博士学术讲座

时间:2021/09/17 15:09:00  来源:   作者:   点击:

(化材院  邓磊 王亮9月16日上午,应我院周文新院长与汤剑锋教授邀请,普渡大学曾振华博士在十五教学楼624室作了题为“应变产生与调控的基础性理解及其在燃料电池中的应用”的网络学术报告。报告会由廖桂平副院长主持,李辉勇副院长等领导出席,师生济济一堂。

 

   

 

 

碳达峰和碳中和背景下,氢燃料电池已成为交通、建筑、工业和高效储能领域共同关注的热点。燃料电池在汽车领域的应用最为关键,将在中长期大幅推进碳达峰、碳中和目标的达成。自2014年丰田推出全球首款燃料电池车后,氢能源汽车进入全新发展阶段。开发性能优异的工业电催化剂是推动燃料电池商业化进程的关键。对模型催化体系的深入研究对于揭示催化基本原理、提升电催化剂开发效率至关重要。表面应变调控正是筛选和设计高活性催化剂的范例之一,即通过弹性变形调制表面电子结构和反应中间体结合能及势垒。例如,对于发生于燃料电池铂阴极表面的氧还原反应(ORR),已有研究表明,1%的压应变可提升催化活性至少300%。金属催化剂活性的应变调控研究至今已有二十余年的历史,而表面本征应变的产生与调控仍是基础性的挑战。

曾博士分享了其关于可调本征应变及其调控策略的最新进展。首先以拔河为例引入表界面对称破缺诱发的表面应变,接着给出了量子力学精度的第一性原理计算结果,明确了过渡族金属纳米薄膜的表面应变量值与厚度的关系以及表面弛豫对应力释放和本征应变的影响,随后提出界面组分或衬底厚度裁剪等应变调控策略,设计出具有高活性的过渡族金属二维材料,包括纳米薄膜、台阶表面和负载涂层等体系。关于本征应变的本质性理解具有深远的意义与应用潜力,曾博士给出了两个例子:一是如何理解铂台阶面的ORR活性呈现平台宽度依赖性,二是如何理性化设计高ORR活性的模型催化剂乃至工业催化剂。

 

最后,曾博士和与会师生进行了深入的交流互动,就能源转换材料设计和理论催化领域研究态势与未来展开了讨论。追求卓越的理念、深厚的学术积淀、清晰明了的报告风格和国际化的合作精神给与会师生留下了深刻印象。通过此次网络学术讲座,加深了我院师生对化学、物理和材料学科前沿交叉融合的认识,拓宽了学术视野。

  曾振华博士于湖南大学获得学士和硕士学位,2010年在中科院大连化物所获博士学位。毕业后在丹麦技术大学、美国阿贡国家实验室和普渡大学进行燃料电池、电解中电催化机理、电催化剂表面与界面特性的第一性原理研究,取得了一系列创新性研究成果,为理解电催化机理、优化和设计高性能电催化材料与器件提供了理论基础和指导。以第一或通讯作者身份在Science, Nature Energy, Nature Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Energy等国际著名学术刊物上发表多篇论文,被引用超过3000次,受邀在AIChE 年会等作报告十余次。获得美国电化学学会Toyota Young Investigator Fellowship和新加坡NRF Fellowship等荣誉。

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