评审组:基础研究组
项目名称:太阳能光电催化分解水制氢多相界面过程调控理论与方法
提名等级:一等奖
提名专家意见:
  1. 姓名:刘刚
    工作单位:西安交通大学
    技术职称:教授
    学科专业:材料科学与工程
    提名专家意见:发展高效低成本大规模太阳能制氢技术,是构建清洁低碳、安全高效的能源体系的关键途径之一。项目突破传统思维、立足学科交叉,聚焦太阳能光电催化分解水制氢多相界面反应与能量传输过程的基础科学问题,着力突破光电催化分解水制氢的能量转化效率瓶颈,揭示了能量、物质在多相界面的光/热物理化学交互作用机制,提出了多相界面多级结构设计原则与相场协同调控策略,建立了太阳能光电催化分解水制氢多相界面过程调控理论与方法,构建了高效光电催化分解水制氢体系。项目5篇代表性论文及3篇专著他引2707次,成果被评价为“首次报道”、“突破”、“极具参考价值”,为太阳能高效低成本制氢技术提供理论支撑。相关核心技术展示出巨大应用潜力,航天六院认为集成的空间光解水制氢地面示范样机可用于新型空间推进系统,提高飞行器的远程飞行与长期在轨运行能力;此外,光电催化体系应用于新疆等地大规模太阳能制氢示范项目,已成功实现运行,引起了广泛关注、取得显著的社会效益。 提名该项目为陕西省自然科学奖一等奖。
  2. 姓名:曹睿
    工作单位:陕西师范大学
    技术职称:教授
    学科专业:化学
    提名专家意见:太阳能光电催化分解水制氢是一个典型的物理化学反应过程,涉及催化化学与功能材料、多相流等学科方向的融合交叉,跨尺度作用机制复杂。以往研究集中在催化剂的设计与制备方面的探索,针对多相界面各环节能质传输转化损耗和调控的研究仍较欠缺。本项目围绕光电催化多相界面能量和物质的传输与转化等基础科学问题,探索并揭示了能量、物质在多相界面的光/热物理化学交互作用机制,提出了多相界面多级结构设计原则与相场协同调控策略,建立了太阳能光电催化分解水制氢多相界面过程调控理论与方法,构建了高效光电催化分解水制氢体系,相关成果处于国际领先水平,具有鲜明的原创性特点。在Nature Energy等国际期刊发表的5篇代表性论文及3篇专著他引2707次,得到国内外学者的广泛关注和证明评价,并集成服务于空间推进的光解水制氢地面示范样机和应用于太阳能光热电一体化制氢系统示范,推动了太阳能光电催化制氢从实验室研究向工程技术实用化发展。 提名该项目为陕西省自然科学奖一等奖。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:沈少华
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:重要科学发现点1、2、3主要学术思想的提出者,代表性论文1、2、3的通讯作者,代表性专著6、7、8的第一作者。主持并指导项目组围绕核心目标和科学问题持续开展系统深入的研究工作。揭示了多相流光电催化体系中光子与液/固相界面交互作用及传输强化机制,提出了固/固相界面相场耦合调控抑制载能子复合损耗的思路与方法,构建了固/液/气多相界面过程跨尺度调控理论及高效光电催化制氢体系。
  2. 姓名:关祥久
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:对本项目的主要贡献在于重要发现点2、3,代表性论文4的第一作者。协助项目第一完成人指导项目组围绕核心目标和科学问题持续开展系统深入的研究工作。深入研究了固/固相界面结构调控抑制载能子复合损耗和强化物质转化的微观机制,对多相界面过程跨尺度调控理论的形成起到重要作用,对理论的实践、系统的工程化研究起到核心支撑作用。
  3. 姓名:陈杰
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:对本项目的主要贡献在于重要发现点1、2,代表性论文3的第一作者。深入研究了光子与液/固相界面交互作用机制及固/固相界面载能子传输机制,对多相界面过程跨尺度调控理论的形成起到核心支撑作用。
  4. 姓名:赵大明
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:中山大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:对本项目的主要贡献在于发现点1、2,代表性论文1、2的第一作者。深入研究了液/固相界面及固/固相界面载能子传输及交互作用机制,提出了材料微结构调控方法。
  5. 姓名:王亦清
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:对本项目的主要贡献在于发现点2,代表性论文1的共同第一作者。深入研究了固/固相界面相场耦合调控抑制载能子复合损耗的微观机制,提出了电荷传输调控方法。
  6. 姓名:王晔春
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:对本项目的主要贡献在于发现点3;代表性论文5的第一作者。深入研究了气泡生长和气体产物迁移的微观机制,提出了气泡生长模型。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:创建了太阳能光电催化分解水制氢多相界面过程调控理论并完成了理论验证。指导项目组围绕核心目标和科学问题持续开展系统深入的研究工作。揭示了多相流光电催化体系中光子与液/固相界面交互作用及传输强化机制,提出了固/固相界面相场耦合调控抑制载能子复合损耗的思路与方法,构建了固/液/气多相界面过程跨尺度调控理论及高效光电催化制氢体系。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处