【InfoMat专访系列之青年科学家】苏州大学王昱沆教授专访：CO₂电催化——为“碳中和”事业贡献一份力量
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个人简介
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王昱沆，苏州大学功能纳米与软物质研究院青年特聘教授，江苏省特聘教授获得者（2021）。2012年本科毕业于中国西北大学化学与材料科学学院；2017年获得复旦大学博士学位，导师为郑耿锋教授；2017年至2020年于加拿大多伦多大学电子与计算机工程系从事博士后研究，合作导师为Edward H. Sargent教授；2020年入职苏州大学功能纳米与软物质研究院。近年来的研究集中于电催化小分子燃料合成，包括电解水制氢、电化学合成氨和二氧化碳电催化。目前已在国际学术期刊发表SCI论文50余篇，其中以第一和通讯作者在权威学术期刊包括《Nature Catalysis》、《Journal of the American Chemical Society》、《Advanced Materials》、《Joule》、《Nature Communications》等发表论文16篇；现兼任学术期刊《SmartMat》 (Wiley)、《Materials Today Sustainability》 (Elsevier)等SCI期刊编委与青年编委。
课题组网站链接：
http://renewablefuel.nano.suda.edu.cn/
基础科学 魅力无限
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您能否简要介绍课题组的工作？
首先，请允许我感谢InfoMat的关注，并给予我这么一个刚开展独立研究工作的青年学者，一次难得的展示机会。我们课题组成立于去年的12月，刚满一周岁，目前连同我在内，一共9名成员。我们现在全部的精力都放在电催化二氧化碳还原的催化剂和膜电极的研究方向。
当您还在上学的时候，未来想从事什么职业？是什么机缘促使您从事电化学领域的研究呢？
我曾经一度想过是否进入企业做一些研发相关的工作，但是随着在科研中学习到的东西越多，就越是感觉到基础科学的魅力，这也使得我最终选择了目前正在走的这条道路。
我最早接触电化学领域，大概是在2010年，读大三的时候。那是因为一点懵懂的兴趣，加入了西北大学化学系王惠老师的研究团队，后来去到复旦，跟着我的恩师郑耿锋教授，一步步在电催化方向拓展，便越来越感受到其中的乐趣。最终，电催化也成为了我的小团队的研究方向。
CO₂电催化无限前景与可能
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您的团队在能源催化材料领域取得了众多成果，如可再生燃料电催化生产的催化剂与器件设计，您认为催化材料在能源存储领域的应用前景有哪些呢？团队将继续在能源催化领域开展哪些研究呢？
感谢InfoMat对我们研究成果的关注，其实我们目前所取得的成绩，主要还是得益于我的两位导师，Edward H. Sargent院士和郑耿锋教授的引路。作为刚成立的年轻团队，我们在开展独立研究工作方面，仍有很长的道路要走。
我们目前的主要研究方向，是二氧化碳电催化还原的催化剂和膜电极器件设计。研究的大背景就是服务我们国家“双碳”目标的实现，这一技术可以作为碳捕获、存储和利用（CCUS）技术的重要组成,具体过程是将CO₂在可再生电能驱动下，转化升级成CO、乙烯、乙醇等具有更高工业附加值和广泛应用前景的小分子化学品，进而闭合碳循环，实现CO₂的资源化。
在过去几年的博士和博士后研究阶段，我的研究重点更偏向催化剂制备，期间也学习到了一些关于反应器设计的知识。今后，我们将会在反应器的研究方面投入更多精力。我们目前的研究内容，包括了催化剂合成、反应环境调控、膜电极设计与集成、以及技术经济评估。
您认为在对基础科研进行成果转化方面，有哪些困难和挑战呢？您的团队有对科研成果进行产业化发展的计划吗？
我觉得存在的困难和挑战，可能包括技术和交流两个方面。以我们CO₂电催化为例，从事基础研究的学者们，可能对产业化需要的具体性能指标和开发方向的认识不够全面。同时基础研究工作者和企业面对面交流的机会可能有限，双方对技术的原理、开发目标等方面或许存在理解上的不同。我在博士后期间，做的就是企业项目，企业方是TOTAL S. E.，我们双方至少每半年会有一个研发团队间的交流，涉及内容包括催化剂和反应器开发、技术经济和生命周期评估、专利申请等与课题相关的方方面面。这使得双方对彼此有着充分的了解，可能会对课题的进行以及相关成果的产业化有着重大推动作用。
我们团队目前还处在起步阶段，我们也非常希望未来能有成果实现产业化，为我们国家“碳中和”的事业，贡献我们的一份力量。
InfoMat-青年科学家的舞台
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您的团队在InfoMat上发表了一篇题为“Valorizing carbon dioxide via electrochemical reduction on gas-diffusion electrodes”的综述性文章。请问您选择这个主题的初衷是什么？您认为这篇综述可以给相关领域的研究人员予以什么启发呢？
感谢InfoMat在我们文章发表上的支持。基于气体扩散电极体系是目前最被看好的CO₂电催化平台，因为它可以将催化电流密度提升至安培级别，使电催化在电流密度这一指标上，达到工业化需求。然而，气体扩散电极的使用也同时带来了一些我们在使用传统平面电极的研究中较少遇到的问题，比如碳酸盐沉积、能量效率低和稳定性不足，这些难题都直接阻碍着CO₂电催化技术的进步。对于这些问题的研究工作，在国际上已有一些报道，但相关的系统性综述文章不多，特别是由国人撰写的论文，数量更少。
我们撰写这篇综述，一方面是归纳总结近年来对基于气体扩散电极的CO₂还原研究的进展，另外也想借助InfoMat平台的高影响力，让更多的中国学者关注相关的科学和工程问题，也希望能够帮助大家解决相关研究工作中遇到的难题。
在文章发表的过程中，您认为InfoMat编辑在处理稿件时的效率如何？审稿人的专业程度和文章发表速度怎么样？
我们这篇文章，从投稿到接收，一共历时近两个月。InfoMat的稿件处理效率还是非常令人钦佩的。审稿人提出了非常专业和建设性的建议，帮助我们进一步提升了手稿的质量。
InfoMat在今年6月份收到了首个影响因子25.405，摘得国产材料期刊影响因子排名第一的桂冠。您可以评价下期刊的表现吗？您认为期刊还从哪些方面努力提高期刊的水平和影响力？
祝贺InfoMat创刊以来取得的成就！InfoMat的表现，在国产期刊、乃至全球材料科学期刊中，都是引人瞩目的。作为新组建的研究团队，我们希望未来能有更多机会和InfoMat合作，同时也希望InfoMat可以坚持和加大对青年学者的关注力度，帮助更多国内优秀的青年科学家发展。
人才培养-授人以鱼不如授人以渔
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我们了解到您2017年至2020年于加拿大多伦多大学电子与计算机工程系从事博士后研究，能否请您简单谈谈不同国家高校对研究生培养的差异以及科研环境的区别？您认为有哪些方面国内团队和课题组可以借鉴呢？
我感受最深的不同，可能是在氛围方面。在Sargent课题组，不管是在组会上还是平时工作中，我们同事间对科研问题的交流非常频繁，而且这种讨论往往是至少有三到四人参与的。这些头脑风暴中摩擦出的火花，切切实实地帮助我们解决了科研中的问题，或者产生了新的研究灵感。在国内，讨论可能更多是局限在导师和研究相关课题的某一两个学生之间，思维上的碰撞频率可能还有待提高。我也在鼓励我的学生们多在组会上发表自己的看法，我发现其实学生们是能提出建设性意见的。我们需要试着去鼓励学生多提问题、多发表意见，营造更好的学术氛围。
您的课题组目前有引进人才的计划吗，您能谈谈苏州大学在人才引进和科研发展方面有哪些政策支持吗？
如果可以的话，我想在今天借InfoMat的平台，给我的团队打一下广告。我们热烈欢迎对电催化，特别是对膜电极有兴趣和研究背景的学生、科研助理和博士后的加盟。
我们苏州大学非常重视人才引进和相关的支持，包括在启动经费、实验室办公室面积、安家费都有充分保障。对新引进的PI在招生指标方面也有政策上的支持。我们小组目前已经有一名博士后、一名科研助理、5名研究生和1名已经确定保研的本科生的规模，估计明年秋季团队成员人数可达12-15人。
您在选择团队研究生时，看重学生的哪些品质呢？您是如何培养团队学生“创新”的能力？
因为我们的团队研究方向的特殊性，我在招生时特别看重学生的心理素质。膜电极的组装和测试中，总会遇到各种技术性的问题，有时连续几周的测试结果都会出现不合理的现象。这需要学生有一颗“大心脏”，不会因为实验的不顺利就消极沮丧，而是冷静分析问题，逐一排查可能，使困难得以解决。
我现在还没有很多培养学生的经验，目前我在培养学生时，一方面要求他们加强基本功的训练，另一方面在探讨科研问题时，尝试更多使用“启发性”的方式，诱导学生自己去思考和寻找问题答案、实验策略。我希望，自己今后能在培养学生方面多从前辈老师那里学习宝贵经验，使自己不断进步。
请您送一句话给已经踏上科研征途的博士研究生们。
我相信选择读博的研究生们，对于科研都是有着一份热爱的，希望你们能够不忘初心、不畏困难，为了梦想奋斗再奋斗！
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