【年会大会报告】光催化材料研究-面临的机遇与挑战——邹志刚院士

  2019年9月20日，中国有色金属学会第十二届学术年会在重庆召开，本届年会以“科学技术创新 助力高水平发展”为主题，学术领域涵盖有色金属全产业链，包括地质、采矿、选矿、轻冶、重冶、稀冶、材料加工、资源综合利用、环境保护、设备自动化等，还新设材料基因工程、有色冶金智能工厂、先进金属复合材料等领域内容。中国有色金属工业协会党委书记、会长陈全训，本次大会主席、重庆市科学技术协会主席、重庆大学教授、中国工程院院士潘复生，重庆市科学技术局局长许洪斌，中国铝业集团有限公司党组成员、副总经理冯贵权出席开幕式并致辞。学会理事长贾明星主持开幕式。

  刘忠范、邹志刚、毛新平三位院士和中国联通研究院彦斌峰主任分别作了《石墨烯产业化之路》、《光催化材料研究——面临的机遇与挑战》、《近终形制造技术》、《5G赋能行业高水平质量的发展》大会主题报告。今天为大家粗略地介绍邹志刚院士的报告内容。

  邹志刚院士的报告中指出，能源和环境的问题日渐引起大家的关注。人类社会的变化实际是生活品质逐步的提升的过程。实际上从能源角度来讲，时代的变化都是由能源的变迁引起的，应该说一代能源一个时代，从石器时代烧柴火到现在烧柴油，都是能源的变化、单位体积内的包含的能量的变化，然后引起社会的变迁，最后导致生活水平的变化。从单位体积内的包含的能量的角度来看，石油天然气过度的消耗导致污染物大量排放，带来了深刻的社会问题，也就是“烦恼四边形”。因此要考虑怎么发展新能源，来满足社会可持续发展。这也是科技工作人员的使命。

  邹志刚院士认为，新能源一定要满足两个特点：一是清洁；二是比现有的单位体积内的包含的能量高。这样才可以逐步替代现有能源，所以国际社会达成了构建氢能社会的共识。会上，邹志刚介绍了氢能源在汽车制造业的普及和应用。随着氢燃料电池大量的普及，氢的来源问题引起了大家关注。目前氢的制备有三个技术：一是能源重整，二是电解水，这两个技术都很成熟；第三种技术是利用太阳能来分解水，这样产生的氢很清洁，但是目前还是基础研究阶段，主体问题是效率还要提高。报告中，邹志刚院士对比了汽油、煤制氢、电解水制氢和光催化制氢四种燃料驱动汽车每天所需原料和二氧化碳排放，发现光催化制氢大幅度的降低了碳排放，实现了零排放量。

  邹志刚院士介绍了光催化现象的过程。如果光催化分解水能实现的话，那太阳能的利用形式就会更为丰富。邹志刚指出了光催化和太阳能电池的区别，光催化能将低密度的太阳能转化为高密度的化学能（氢能），同时能直接利用低密度的太阳能降解和矿化各种污染物，相比于太阳能分散、贮存困难、单位体积内的包含的能量低的特点，它能将转换和储存一体化。因此各国都对光催化技术给予厚望。邹院士还展示了团队在973计划的支持下做的两期研究的研究成果，表现了在氢和氧分离的情况下，光催化反应的优势很明显。在研究过程中，他率先提出了利用光催化，太阳能分解海水的思想，并发现海水的分解比淡水更容易、好处更多。

  材料科学在氢能制备中面临的机遇与挑战是并存的。面临全国都在大力推进氢能源电池的形势，邹志刚院士给出的方案是氢能在一定时期内由电解水和光解水分解而来，其中“电”的部分从“三弃”中得来，这就能够达到氢每公斤1.5美元的标准。光催化现象不仅在清洁能源中有应用，在环境净化中的应用已形成了一定的产业。利用太阳能来解决环境问题时，它的优点是不会带来二次污染。研究中发现，实际利用光催化来解决二氧化碳问题比水分解还容易，所以做了人工光合成工作，是利用二氧化碳和水变成碳氢燃料和氧气。这个工作在国际上影响非常大。此外光催化技术还在载人航天工程等领域得到应用，和“两个一百年目标”结合起来，对实现月球任务和火星任务做出贡献。石油每天都在减少，但是太阳每天都照常升起。邹志刚院士希望我们大家都能关注光催化技术。

  邹志刚，日本东京大学理学博士，南京大学物理学和材料学博士生导师，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，国家重点基础研究发展计划“973”项目首席科学家，教育部创新团队负责人，中国光化学及光催化专业委员会主任委员，总装备部“国民核生化灾害防护国家重点实验室”学术负责人，中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟战略指导委员会委员，中国空间技术研究空间站科学技术实验科学委员会共同主席,中国空间技术研究太空探索实验科学委员会共同主席。兼任日本北海道大学特任教授和日本国家材料研究所（NIMS）客座研究员。现为南京大学环境材料与再生能源研究中心主任，江苏省纳米技术重点实验室主任，南京大学昆山创新研究院院长。

  邹志刚院士长期从事光催化材料的设计、制备、反应机理及其应用的基础研究。在Nature、PRL、Advanced Materials、Angew Chem Int Ed、JACS等一流国际期刊发表SCI科学论文600余篇，他引20148余次。获国家发明专利77项、美国专利1项、日本专利2项，7项发明专利已成功进行产业化转化。2012、2016年获江苏省科学技术一等奖，2014年获得国家自然科学二等奖。2018年获得日内瓦国际发明展金奖及阿卜杜拉国王大学特别奖。返回搜狐，查看更加多