2024年12月7-8日，由福州大学主办，福州大学科技处、材料科学与工程学院、福建省女科技工作者协会协办的“第三届福州大学材料科学论坛” 系列报告持续火热进行。

12月7日下午的论坛共有7个学术报告，分别由福州大学材料学院副院长林梅金研究员和热电功能材料研究所罗中箴教授主持。

第一个报告来自国家高层次人才、北京大学的夏定国教授，报告题目为“富锂正极材料：从理论到实践”，针对我国电池产业原创能力不足、产业升级换代路径不明确的问题，围绕高能量密度电池储能原理与正极材料底层创新，夏教授针对富锂正极材料开展了以下研究：（1）基于拓扑结构（孪晶结构、Ni-Te超结构、T2-LiCoO2），在二维材料中合具有准三维锂离子扩散通道的富锂材料，提升富锂正极材料电化学性能，提升正极材料、氧框架结构原稳定性；（2）提出过渡金属层无序化，例如伸缩式O-TM-O构型作为阴离子氧化还原的结构响应新模式，不再发生传统的O-O聚合，从本征上抑制释氧，抑制了电压衰退；（3）提出自旋调制，设计合成具有高低自旋态的钌酸锂正极材料，发现阴离子氧化还原新机制，降低晶格应变，抑制晶格氧损失；（4）将富锂正极材料产品导入实践。

 

第二个报告来自国家杰出青年科学基金获得者、中国科学技术大学的季恒星教授，报告题目为“面向低温、快充锂电池的石墨负极”，针对锂离子电池负极在快速充电时的问题，磷基材料被认为是具有发展前景的、快速充电锂离子电池负极，季教授介绍了他课题组在磷/碳复合材料方面的最新进展，（1）界面共价键合去溶剂化，降低离子电阻；（2）体相结构调控，降低相变势垒、降低反应电阻。报告讲述了使用黑鳞修饰石墨，磷共价键的修饰实现了石墨和碳酸丙烯酯的兼容性。设计合成了LPO包覆的石墨负极。石墨嵌锂和石墨自组装重构的方法使得电池的倍率性能和低温性能提高。通过定制界面结构来提高高功率、大容量锂离子存储的锂离子传输和结构稳定性。

 

第三个报告来自国家杰出青年科学基金获得者、中国科学技术大学的路军龄教授，报告题目为“金属-氧化物界面设计与CO_x高效选择性加氢”，金属-氧化物界面在选择性加氢反应中扮演至关重要的角色，路教授的报告围绕CO和CO₂加氢反应，着重讨论基于原子层沉积（ALD）技术的高活性金属-氧化物界面原子精准设计和结构解析，以及原子亲密、功能互补的双界面催化剂设计的最新研究进展；探讨界面限域催化对选择性的调控作用和反应分子机制并讨论功能互补双界面协同串联催化打破“转化率-选择性”跷跷板困境的可行性以及协同催化机理，具体介绍了ZnO/Cu、Ga₂O₃/Pd、Cu-InO_x-PdIn和FeO_x-Rh-ZrO₂等不同金属和氧化物的界面。

 

第四个报告来自约翰威立国际出版集团的沈睦贤副主编，报告题目为“Publishing With Wiley in Materials Science Journals”，沈博士的报告简要回顾了Wiley出版社的历史、介绍旗下材料科学和化学领域的期刊，并剖析出版行业正面临的变革。内容聚焦于最新的投稿趋势，并介绍Advanced Functional Materials期刊的广泛影响力。此外，报告还从同行评审编辑的视角，为作者提供关于如何选择最合适的投稿期刊、论文准备与呈现的关键要素等方面的专业建议。同时，报告内容还涉及Wiley材料科学期刊的常规编辑流程、出版伦理规范以及如何在论文发表后进一步提升其影响力的策略。

 

第五个报告来自国家高层次人才、国家优秀青年科学基金获得者，国家“万人计划”青年拔尖人才、新疆大学/华东理工大学的江浩教授，报告题目为“锂离子电池正极材料与应变工程”，江教授的报告针对电极材料应力应变的精准调控问题，开展了一系列研究。（1）力与热耦合模型，创新将热膨胀系数引入HOOK定律模型，定量描述与预测正极材料的应力分布，设计应力径向排列的高镍三元正极材料，通过阳离子沉淀速度匹配与反应器流场剪切强化协同控制，实现三元前驱体尺寸和堆积方式的精准调控，获得了暴露更多具有锂离子扩散优势的(001)晶面，组分梯度化（表面富锰低镍），倍率和循环稳定性提升；（2）低应变稳定的高镍三元正极材料，控制溶度积原位沉淀，解决了高价离子掺杂量低且在一次颗粒间隙易形成锂离盐问题；（3）发展大单晶正极材料结构预测方法与合成技术，将锂离子浓度分布引入修正HOOK定律模型，发展高温短时脉冲结锂化技术精准调控高质量单晶粒径，解决单晶煅烧严重的Li/O流失问题。

 

第六个报告来自国家杰出青年科学基金获得者、浙江大学的侯阳教授，报告题目为“碳基电极的结构设计与催化还原CO2机理”，电化学CO2还原制备甲酸高附加值化学品技术仅需在常温常压条件下进行并且具有反应速率快和转化效率高等优点，近年来受到越来越多研究者的关注。金属单原子催化剂由于其独特的电子和几何结构、特殊的尺寸效应等特征，使得其在一些重要的化学反应中通常会表现出意想不到的催化活性。侯教授的报告针对这一问题展开了系统研究，率先提出了高能量效率转换过程中基于关键富碳非贵金属电极材料的结构设计原理，取得了系列创新性的研究成果。（1）面向不饱和配位结构设计强化CO2活化：根据平面对称M-N4位点对CO2吸附和活化能力较差，活性低，设计了不饱和Cu-N2结构，通过配位结构的改变来提高CO2吸附和活化能力，该材料CO选择性高，起能电势低；（2）轴向过饱和配位结构调控强化电子传递：思路来源于Fe-N4-Cl中Cl的极化作用，轴向O原子改进Ni-N4配位，强化吸附CO2和Ni原子电荷转移，机理为CO2还原发生在Ni原子侧，非O原子牵引侧，O存在推电子效应和电荷极化效应；（3）界面异质结微纳结构调变强化质子传输：发展Ni@NiCN TNS材料，Ni位点有助于水分子的解离。

 

第七个报告来自福州大学的程年才教授，报告题目为“氢燃料电池Pt基金属间化合物设计与性能研究”，氢燃料电池是目前最具前景的清洁能源技术之一，其阴极发生的氧还原反应动力学缓慢，需要大量的Pt基催化剂以加速反应进行。设计并优化Pt基催化剂对于氢燃料电池的发展具有重要意义。程教授课题组在催化剂的组成与结构合的理设计，制备超小尺寸Pt基金属间化合物，探究富Pt层与Pt基金属间化合物的核-壳结构的催化剂表面-内部的相互作用与催化剂活性之间的关系、理解Pt基金属间化合物催化剂的催化及失活机理等方面做出了一系列重要的成果。