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我校孙立成教授在Science杂志上发表评述文章

时间:2015年09月11日 13:26来源: 作者: 点击:

 

    寻找可再生能源而对环境和气候不产生负面影响是科学家们孜孜以求的奋斗目标。解决方法之一是模拟自然界天然光合作用的原理将太阳能转换成可以储存的化学能,即人工光合作用。这一转换过程的技术关键是研发高效水氧化催化剂。于在人工光合作用领域取得的令人瞩目的研究成果及在国际学术界的影响力,我校精细化工国家重点实验室孙立成教授应邀201558日出版的Science杂志INSIGHTS / PERSPECTIVES专栏以A closer mimic of the oxygen evolution complex of photosystem II (光体系II放氧中心的更逼真模拟) 为题发表论文(Science 2015, 348, 635-636)对天然光合作用放氧中心以及人工光合作用放氧中心金属锰簇的结构组成、催化水氧化及O-O键形成机理进行了深度解读和剖析,为人工光合作用水氧化催化剂研究的未来发展指明方向。

http://www.sciencemag.org/content/348/6235/635.full

能源问题是保障人类社会可持续发展的全球性问题,作为可持续利用的清洁能源,太阳能的开发利用越来越得到世界各国政府的重视与支持。为了从源头创新、抢占高科技领域的制高点及基于国家能源安全和战略考虑,近年来西方发达国家以政府预算方式投入大量资金研究利用太阳能将地球上最丰富的水资源和温室气体(CO2)转换为化学能。我校孙立成教授领导的人工光合作用研究团队多年来从事分子水平太阳能光解水制氢和高效太阳能电池方面的研究工作,主要研究成果如下:(1)基于联吡啶二甲酸配体开发了目前活性最高的水氧化分子催化剂(孙立成等Nature Chem. 2012, 4, 418-423; PNAS 2012, 109, 15584-15588),在半反应体系中其效率超过已有文献报道近百倍揭示了这类催化剂的催化产氧微观机制和催化体系中的电子转移机理;(2)通过对催化剂结构的精确调控建立了具有多金属中心协同效应的分子内反应体系,使催化剂在低浓度均相体系以及负载电极表面保持高活性(李斐等Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 2417-2420; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3398-3401);(3)建立了超分子自主装体系使光驱动催化水氧化的量子效率提高到84%(李斐等J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4332-4335);(4)实现了均相催化剂光、电分解水的多相化与器件化,构建了目前效率最高的分子催化剂吸附的光阳极,提高了人工光合作用体系的整体性能(高岩等J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4219-4222于泽Energy Environ. Sci. 2015, 8, 760-775);(5)建立了十多种基于铁、钴、镍分子催化剂的可见光驱动产氢体系,其中7个催化体系完全不含贵金属,光催化产氢活性和寿命与文献报道的水还原产氢的最佳体系在同一水平(王梅等Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8220-8224; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13688-13691);(6)研发了一系列高效电化学催化水还原产氢钴、铜催化剂,这类催化剂不仅过电位低、效率高、寿命长,而且合成简单、廉价易得,具有潜在的应用前景(王梅等Energy Environ. Sci. 2014, 6, 329-334; Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53,13803-13807);(7)研发了一系列新型染料和氧化还原提高了太阳能电池的转换效率(杨希川等Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9896-9899,孙立成等Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7378-7385; Adv. Mater. 2014, 26, 6629-6634)团队成员多次应邀在国际化学领域重要学术期刊上撰写综述论文,并应邀在国际重要学术会议上做邀请报告,研究成果得到国际同行的高度认可,在20146THOMSON REUTERS公布的全球2014 Highly Cited ResearchersThe World's Most Influential Scientific Minds入选者中,孙立成教授是以大连理工大学为第一作者单位入选的化学化工类29位中国入选者之一。

孙立成教授简介:

孙立成,1962年生。大连理工大学特聘教授,中组部千人计划首批入选者,化工与环境生命学部副部长精细化工国家重点实验室副主任,大连理工大学瑞典皇家工学院分子器件联合研究中心主任,瑞典皇家工学院分子器件首席教授(Chair Professor)。曾任瑞典Wallenberg基金项目Solar Cells & Solar Fuels总负责人。研究方向涉及可再生能源与环境(化学、化工及纳米材料等学科交叉领域),在分子水平太阳能转换如人工光合作用, 生物光体系II(催化水氧化)及氢化酶活性中心(催化质子还原)化学模拟、染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等领域发表SCI论文和专利400余篇,其中有50篇论文发表在影响因子10以上的期刊上,包括Nature Chem.1篇), PNAS1篇), Chem. Rev.1, Angew. Chem. Int. Ed.12, J. Am. Chem. Soc. 22, Energy Environ. Sci.11, Adv. Mater.3),Adv. Energy Mater.6多次被邀请撰写述评,国际大会邀请报告(Plenary, Keynote and Invited Lecture) 60多次。论文引次数15000多次,h-index65 (Web of Science, by April 2015)孙立成教授2014入选Thomson Reuters全球高被引科学家和 The World's Most Influential Scientific Minds. 现任《中国科学-化学》编委,德国Wiley期刊ChemSusChem影响因子>7编委会主席,Journal of Energy Chemistry副主编,Chemistry-An Asian Journal 及英国RSC Advances国际咨询委员会成员。曾获得瑞典Ulla ochStigHolmquist 2013年度科学奖和2014年度Arrhenius Medal。在人工光合作用、分子水平太阳能电池与太阳能光解水制氢等领域具有较深厚的研究基础。

孙立成教授科研团队,目前除孙立成教授本人外还有包括王梅教授、杨希川副教授、李斐副教授、高岩副教授、梁永齐副教授、刘进轩副教授、吴秀娟博士和于泽博士在内的老师和学生共40多人。在孙立成教授的推动下,大连理工大学瑞典皇家工学院分子器件联合研究中心(DUT-KTH Joint Education and Research Center on Molecular Devices)2006年成立。孙立成教授目前负责组建大连理工大学首个科研特区—人工光合作用研究所。

 

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