2020年6月6日9:00-13:00,科研云与《Nano-Micro Letters》期刊合作,在哔哩哔哩,百度和腾讯等直播平台共同组织了“纳米世界美学与基础科学问题”线上国际学术会议,能源学人作为宣传媒体进行了参与和报道。本次会议由天津大学胡适教授主持,有幸邀请了北京纳米能源所/佐治亚理工学院王中林教授、韩国成均馆大学Hyoyoung Lee教授、北京大学侯仰龙教授、澳大利亚格里菲斯大学张山青教授、新加坡南洋理工大学徐梽川教授进行了相关学术报告,他们的报告主要分享了纳微尺度能源和催化领域的科学前沿内容。此外,期刊主编、上海交通大学教授、长江学者张亚非老师出席了本次会议,并为会议开场致词;期刊海外编辑王博博士详细介绍了期刊的发展现状及前景展望。科研云直播平台在线观众人数总计达17万人次。

图1 北京纳米能源所/佐治亚理工大学王中林院士直播

来自北京纳米能源所/佐治亚理工大学的王中林院士进行了题为“Triboelectric nanogenerators for self-powered systems and large-scale blue energy”的精彩报告。报告中,王中林院士首先介绍了其课题组构建的电子云重叠模型(Electron-cloud-overlapping model)用以解释和理解基础的接触起电(摩擦发电)现象。同时,还详细地为观众们解释了什么是纳米发电机以及纳米发电机的原理,让大家清楚地知道了摩擦发电所能带来的重要科学意义与研究价值。随后,王中林院士用具体的实例向观众们展示了摩擦纳米发电器件(TENG)在微钠能源、自驱动传感器、大面积蓝色能源等方面的最新应用成果。报告最后,王中林院士为摩擦纳米发电机的应用给出了清晰的发展路线。

图2 韩国成均馆大学Hyoyoung Lee教授直播

来自韩国成均馆大学基础科学研究所Hyoyoung Lee教授报告题目为“Phase-selectively disorder of two phase-mixed heterogeneous TiO2 for energy and sustainability”。报告伊始,Hyoyoung Lee教授详细地介绍了光催化材料体系、TiO2光催化的发展历史等研究背景,提出了其课题组研究方向需要解决的关键问题:“是否可能在常温常压条件下,通过溶液过程制备黑色/蓝色TiO2?”。为解决这一问题,Hyoyoung Lee教授开创性地提出用乙二胺盐(M-ethylene diamine,M=Li, Na, K)处理商业级P25-TiO2(70% 锐钛矿型,30% 金红石型),得到了Rd/Ao型和Ro/Ad型两种混相蓝色TiO2粉末,并将其命名为“Hyoyoung Lee Bule TiO2”。通过仪器表征和数据分析,Hyoyoung Lee教授认为这种粉末可以满足光吸收的同时,也可以具有很好的电荷运输能力。此外, Hyoyoung Lee教授还分享了这种新型TiO2在光催化产氢领域的应用成果以及它与WO3等材料结合在二氧化碳还原方面的研究工作。

图3 北京大学材料科学与工程学院侯仰龙教授直播

来自北京大学材料科学与工程学院的侯仰龙教授进行了题为“Hybrid Anode Materials for Sodium/Potassium-Ion Batteries”的报告。面对可持续能源的迫切需求以及能源储存的问题,侯仰龙教授报告中详细地介绍了室温下钠离子电池(SIB)的优点、储存机制以及研究进展。针对SIB面临的较低理论能量密度值以及枝晶生长等带来的安全隐患挑战,侯仰龙教授认为过渡金属硫族化合物(TMCs)在SIBs电极设计方面拥有很高的可行性。比如,过渡金属硒化/碳杂化复合(如CoSe@CS)、构筑分层多孔的双金属硒化物(如Fe2CoSe4)等,这些材料体系解决了降低成本、材料体积变化、改善导电率、加速离子扩散等问题。另外,侯仰龙教授还介绍了3D泡沫碳锚定SnO2杂化结构设计策略实例,用以解决室温下的钾离子电池的研究挑战。

图4 澳大利亚格里菲斯大学张山青教授直播

来自澳大利亚格里菲斯大学的张山青教授作了题为“Functional Binders for New Generation Energy storage devices”的精彩报告。报告中,针对目前锂离子电池以及锂硫电池常用的粘结剂PVDF存在的问题以及理想粘结剂的特性,张山青教授课题组提出了独特的粘结剂设计方法:(1)接枝官能团;(2)修饰固有聚合物特性等。然后,张青山教授以天然产物阿拉伯树胶、海藻酸钠等生物质材料作为粘结剂为具体的实例,向观众们分享了将其与电活性材料以机械连锁和界面作用相结合,用以有效克服电极体积膨胀和多硫化锂的穿梭效应,进而获得高性能稳定的锂硫电池的相关内容。此外,张山青教授还报告了聚噻吩、聚呋喃等功能型聚合物粘结剂的开发,它们可以赋予锂离子电池高导电性、自愈性和柔韧性等特殊功能,从而为设计高性能电池提供了有效的策略。

图5 新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院徐梽川教授直播

来自新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院徐梽川教授的报告题目为“Oxygen Electrocatalysis by Transition Metal Spinel Oxides”。一直以来,探索高效和低成本的氧电催化剂对于发展可再生能源技术,如燃料电池、金属-空气电池和电解水设备至关重要。在本报告中,徐梽川教授首先通过锰钴尖晶石的模型清晰地介绍了尖晶石氧化物的氧催化活性及其固有化学性质的相关性。然后,详细地解释并分析了其课题组利用旋转圆盘技术和同步辐射X射线吸收技术,对尖晶石氧化物的催化活性和内在化学性质的表征结果。同时,还报告了分子轨道理论解释尖晶石氧化物的ORR/OER活性的相关内容。最后,简单地介绍了通过催化剂表面的再构建以提升水氧化催化能力的研究进展。

本次会议以全英文的形式进行全球直播,会议的成功举办为全球各界人士提供了一次高端的前沿学术分享。直播结束后,线上观众纷纷留言向科研云、能源学人等提供的交流平台表示由衷的感谢,感谢他们一次又一次地为大家带来与各路大咖交流学习的机会。

《科研云》科研直播平台由天津大学陈亚楠教授,胡适教授等多位老师发起和组织,能源学人联合参与,清华校友总会生医药学院分会协办,旨在为学术/产业界一线科研/研发人员提供一种了解和交流国际前沿科技的新途径!云端讲座开展至今,陆续已与《中国科学?化学》,《中国科学?材料》,《EnergyChem》,《Journal of Energy Chemistry》,《Green Energy & Environment》,《Science Bulletin》,《Carbon Energy》,《Chinese Chemical Letters》,《Nano-Micro Letters》,《物理化学学报》以及《天津大学学报》等十多家国产期刊展开了合作。累计邀请到海内外140余位专家学者,包括徐春明院士,成会明院士等开展了数十场学术报告,听众人数累计超过250万。涉及的研究领域包括:化学储能电池,燃料电池,太阳能电池,电催化,光电器件,柔性器件,超快光谱,电子显微学,3D打印,生物医药,信息技术等。