JOULE之中科大60周年校庆专题，和段镶锋、余桂华、胡良兵、王敦伟一起聊中科大往事
2、利用低共熔液体设计出新型铁铝液流电池
为了进一步发展低成本、安全可靠、绿色环保以及高能量密度的下一代液流电池，需要通过寻找新的液体化学体系来设计新型绿色高浓度的电解液。针对以上问题，德克萨斯大学奥斯汀分校的余桂华教授课题组开发了一种全部基于低共熔溶剂用作液流电池电解液的新体系，为进一步构建低成本高能量液流电池提供了全新的理念和思路。通过利用低共熔体系同时作为液流电池正极和负极的新颖设计，一种低成本和高能量密度的新型铁铝液流电池应运而生。通过简单地混合氯化物和尿素，两种高浓度的低共熔溶剂可以在室温下很容易的得到。除了具有极高的活性物质浓度，通过合理添加剂的筛选和使用，低共熔溶剂的粘度可以得到显著降低，从而提高溶剂的电导率，进而实现更高能量密度和电池效率。进一步测试分析表明添加剂分子在铁基低共溶溶剂中可以实现铁配合离子的解离，从而进一步提升反应的可逆性。最终该铁铝液流电池，充放电电位在1.6/1.4V，完全充放电循环1500小时后电池容量基本没有衰减。另外，电池的体积比容量可达120Ah/L，能量密度达166Wh/L，显著高于传统的全钒液流电池（~25Wh/L）。[2]
3、天然木材中丰富介孔结构可用于太阳能蒸汽发电
受天然木质材料有趣的多孔结构和快速水传输能力的启发，美国马里兰大学胡良兵教授课题组利用天然木质材料证明了高效的太阳能蒸汽产生。天然木质材料具有良好的亲水性和相互连通的孔网络，以及低的热导率和良好的机械性能，是用于产生太阳能蒸汽的理想材料。他们通过对天然木质材料样品上表面进行碳化得到了木质材料基太阳能蒸汽产生器件，并对器件的太阳能蒸汽产生性能进行了研究。实验结果表明，具有不同微观结构的天然木质材料表现出显著不同的太阳能蒸汽产生性能，孔隙率越高，蒸汽产生效率越高。孔隙率为66%的杨木基太阳能蒸汽产生器件在10 kW/m2的太阳光照强度下具有86.7%的转换效率。本研究制备木基太阳能蒸汽产生器件的方法简单，成本低，可大规模制备，因而具有广阔的应用前景。[3]
4、硫调制锡位点可促使高选择性电化学还原CO2成为甲酸
加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授和加利福尼亚大学伯克利分校杨培东教授等人开发了一种基于原子层沉积的材料策略，通过还原过程中硫的掺入制备了硫调制的锡催化剂（Sn（S）），将其用于电化学CO2还原，变现出高选择性，且产物为甲酸，法拉第效率高达93％。此外，Sn（S）催化剂在超过40小时的使用后仍表现出优异的稳定性而不失活（生产率变化小于2％）。[4]
Sn（S）催化剂及其衍生物电化学还原CO2示意图
5、提高氮化钽光裂解水稳定性
美国波士顿学院的王敦伟课题组发现在氮化钽纳米管阵列上通过水热的方法沉积氢氧化钴（Co(OH)2）纳米薄片能有效提高氮化钽光氧化水的光电流密度以及稳定性。氮化钽本身在光氧化水条件下极不稳定，与此同时光电流密度会快速下降。恰恰相反，在沉积了氢氧化钴纳米薄片后，氮化钽的光电流密度随着光氧化水的时间增加而提高并趋于稳定。在此基础之上，沉积另一种高效的氧化水催化剂（Co-Pi）可以进一步提高光电流密度。当没有光照的情况下，这种不同寻常的现象不会发生。对于氮化钽和氢氧化钴间界面的研究进一步表明，一个光诱导形成的界面减弱了费米能级钉扎效应，从而改善了光激发电子-空穴对在表面的复合，与此同时加快了光空穴的传导，从而减少了自氧化副反应的发生。这个界面被解释为在光氧化水过程中产生的氧自由基引导生成的Ta-O-Co键。这个发现表明了利用催化剂与半导体间的反应来提高光催化剂性能的可行性。[5]
1、请问您在中科大读书期间，有哪些人或事对您走向科研道路产生了重要影响？
段镶锋教授：这个问题可以分两个层次来讲。首先是科大一贯的学风，对学术与科研的推崇应该对每一个科大人都起到了一个潜移默化的作用，不经意中引导我们兴趣与追求。另外从具体来讲，我大三时在李亚东老师的引导下开始接触科研，在科大近三年的科研过程中，李老师对科研的激情与执着应该是感染我走学术道路的一个重要因素。另外，96年大四时钱逸泰与谢毅老师利用溶剂热的方法首次在国际上做出立方相氮化镓纳米晶，发在Science上，对当时刚刚开始做科研的我来说也是触动和鼓舞很大。
余桂华教授：本科入学不久，我就被学校浓厚的学习科研气氛所感染，化学材料学院课程设置得既全又深，对于数理化的严要求让我们打下了很好的基础，对我现在科研教学还是非常致用。当时本科是五年制，我们很多同学在大二下学期或大三上学期就加入实验课题组，学习如何做科学实验。我加入了钱逸泰老师的大组，虽然主要时间是和博士生一起做科研，但钱老对于我还是帮助很多，常常给予博士生和我很多细节指导，他的治学严谨和对生活的积极幽默的态度给我留下极其深刻的印象。科大的经历是我永远的骄傲。科大有许多如钱老师这样的好老师，他们是做人楷模、为师典范。他们身上充分体现了一个好老师对学生的影响力，一个优秀科研工作者对社会的影响力。做一个像他们那样的优秀科研工作者和老师也是我现在科研教学工作的目标和动力。
王敦伟教授：读书期间有两位恩师对我影响很大。第一位是大一时给我们上无机化学的郑能武老师。他的渊博知识和翩翩风度深深影响了我，让我对无机化学产生了浓厚的兴趣。第二位是我本科论文期间指导我的钱逸泰院士。他的博学和潇洒让我看到了做科研的乐趣，为以后走上学术道路打下了基础。
胡良兵教授：张裕恒院士对我的影响最大， 我本科3年级就开始在张老师实验室做低温和巨磁阻的研究， 一共三年， 张老师教导我们如何规划实验， 分析数据， 还有写作， 收益匪浅！还有张老师组里的师兄们， 尤其是童伟师兄。
2、您是否可以给我们分享一些您在中科大读书时的趣事？
王敦伟教授：科大读书期间同同窗好友缪谦（现在是香港中文大学化学系教授）组成了一个辩论团体；因为12系人才济济，我们没有被辩论队选中，只好自己组成了一个二队。没想到的是，这个二队一路跌跌晃晃，竟然远远超出了一队，杀入了第三轮，对手将是后来的冠军14系。在最后关头，我们因为实力不济，加上伤病，临时弃权。后来这个二队成了化学系的主力，我们也摇身变成教练，培养出99年的冠军队及当时的最佳辩手。
胡良兵教授：还记得跟师兄们在低温楼做通宵实验， 用手记录数据，连续好几天， 现在回想起来， 很美好。
3、最后，在母校中科大60年校庆之际，您有什么话要对母校说？
段镶锋教授：感谢母校，祝福母校！
余桂华教授：在科大60年校庆之际，我希望新一代的科大人能够秉承校风，有高远的追求，又有很强的定力和毅力，不浮躁，坚信厚积薄发，踏踏实实的不断超越；希望科大保持发展势头，培养更多创新人才，为世界科研作出更大影响力。
王敦伟教授：希望母校继续发挥自己的特长，在世界科技大舞台上发挥更大的影响力！
胡良兵教授：祝母校越来越好！
欢迎留言聊聊你的中科大，留下你的祝福！
【参考文献】
[1] Zheng Fan, Hai Xiao, Yiliu Wang, Zipeng Zhao, Zhaoyang Lin, Hung-Chieh Cheng, Sung-Joon Lee, Gongming Wang, Ziying Feng, William A. Goddard III, Yu Huang, Xiangfeng Duan, Layer-by-Layer Degradation of Methylammonium Lead Tri-iodide Perovskite Microplates, Joule, DOI:10.1016/j.joule.2017.08.005
原文链接：
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30030-2
[2] Leyuan Zhang, Changkun Zhang, Yu Ding, Katrina Ramirez-Meyers, Guihua Yu, A Low-Cost and High-Energy Hybrid Iron-Aluminum Liquid Battery Achieved by Deep Eutectic Solvents, Joule, DOI:10.1016/j.joule.2017.08.013
原文链接：
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30038-7
中文报道链接：
https://nyxr-home.com/7975.html
[3] Chao Jia, Yiju Li, Zhi Yang, Guang Chen, Yonggang Yao, Feng Jiang, Yudi Kuang, Glenn Pastel, Hua Xie, Bao Yang, Siddhartha Das, Liangbing Hu, Rich Mesostructures Derived from Natural Woods for Solar Steam Generation, Joule, DOI:10.1016/j.joule.2017.09.011
原文链接：
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30084-3
中文报道链接：
https://nyxr-home.com/7921.html
[4] Xueli Zheng, Phil De Luna, F. Pelayo García de Arquer, Bo Zhang, Nigel Becknell, Michael B. Ross, Yifan Li, Mohammad Norouzi Banis, Yuzhang Li, Min Liu, Oleksandr Voznyy, Cao Thang Dinh, Taotao Zhuang, Philipp Stadler, Yi Cui, Xiwen Du, Peidong Yang, Edward H. Sargent, Sulfur-Modulated Tin Sites Enable Highly Selective Electrochemical Reduction of CO2 to Formate, Joule, DOI:10.1016/j.joule.2017.09.014
原文链接：
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30088-0
中文报道链接：
http://www.sztspi.com/archives/57400.html
[5] Yumin He, Peiyan Ma, Shasha Zhu, Mengdi Liu, Qi Dong, Jeremy Espano, Xiahui Yao, Dunwei Wang, Photo-Induced Performance Enhancement of Tantalum Nitride for Solar Water Oxidation, Joule, DOI:10.1016/j.joule.2017.09.005
原文链接：
https://www.cell.com/joule/abstract/S2542-4351(17)30078-8#%20
中文报道链接：
http://www.cailiaoniu.com/128209.html