報告題目：探索突破當前光催化效率限制的新途徑  

報 告 人：郭烈錦 中國科學院院士

報告時間：2018年10月27日（周六）10：35—11：05                               

報告地點：將軍路校區藝術中心小劇場

主辦單位：材料科學與技術學院 、校科協

報告人簡介：

郭烈錦，西安交通大學教授。中國科學院院士。國家“萬人計劃”科技領軍人才（2013年），教育部首批長江學者特聘教授（1999年），國家百千萬人才計劃第一層次人才（1999年），國家杰出青年科學基金獲得者（1997年），首屆全國創新爭先獎獲得者（2017年），第四屆中國青年科技獎獲得者（1994年），國家重點研發計劃項目負責人（2016年），兩屆國家“973計劃”項目首席科學家（2003，2008年）。現任動力工程多相流國家重點實驗室主任，西安交通大學國際可再生能源研究中心主任，中國工程熱物理學會副理事長兼多相流分委會主任，中國可再生能源學會氫能分會副主任委員，國家自然科學基金委員會首屆國際合作與交流咨詢委員會成員等。長期從事能源動力多相流及氫能科學技術的研究。發表論文700余篇，其中SCI核心收錄631篇，先后入選ESI高引論文23篇。論著SCI他引14737次。以第一完成人獲國家自然科學二等獎2項、國家技術發明二等獎1項、省部級科學技術一等獎5項。

報告摘要：

太陽能豐富，但能量密度低、分散不連續，大規模儲存和利用是難題。氫能是21世紀最具發展潛力的高品質清潔能源，以太陽能和氫能構建的可再生和無碳能源系統，代表能源革命的方向，將在未來能源發展中發揮越來越重要的作用。太陽能光催化制氫可將太陽能高效低成本大規模清潔轉化存儲為氫能，為解決人類清潔能源供給和化石燃料的替代提供理想選擇。但太陽能能流密度低、分散、不連續不穩定，大幅度提高直接太陽能到氫能的能量轉化效率是研究的核心目標。我們突破傳統光催化思路，從工程科學角度，結合材料與化學科學，著眼于太陽能到氫能整個傳輸轉化過程的關鍵限制，深入研究了非穩態太陽輻射能在多相連續制氫體系內的捕獲及轉化規律，研制成功世界首套直接太陽能光催化多相流連續制氫中試裝置，用非貴金屬催化劑獲6.6%的系統光氫轉化效率，達到同類報道的國際同期最高水平。為了進一步提高光催化制氫效率，我們提出能勢匹配原理，采用光/熱耦合激發太陽能有序轉化為燃料化學能，實現能質損失最小化。其中太陽能高能光子以光激發形式有序轉化為化學能，能勢匹配；而太陽能低能光子（熱能）則在聚光條件下實現熱能能勢提升，產生熱激發，耦合光激發，匹配制氫反應能勢。這種耦合將低品位熱能充分利用，并產生光熱協同效應，可突破原有光催化效率，大幅提高整個制氫效率。