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国际会议

实验室成功举办“3rdInternational Workshop on Nanotechnology, Renewable Energy & Sustainability”国际学术研讨会

2015年10月01日 21:48  点击:[]

      9月28日由我实验室国际可再生能源研究中心组织的第三届纳米技术、可再生能源及可持续性国际研讨会(3rdInternational Workshop on Nanotechnology, Renewable Energy& Sustainability)在实验室北二楼11楼国际会议室成功举办。

      实验室主任郭烈锦教授、国际可再生能源研究中心首席科学家Lionel Vayssieres教授担任会议组织委员会联合主席。会议咨询委员会由美国、德国、澳大利亚、瑞典、瑞士、韩国等多个国家的多位著名学者组成。来自美国、瑞典、加拿大、西班牙、越南、希腊、南非、中国台湾等多个国家和地区的十余位著名学者及优秀青年科研人员作特邀报告,实验室100余名研究生参加会议。

      实验室Vayssieres教授主持会议,西安交通大学副校长席光教授为大会致开幕词,多相流国家重点实验室主任郭烈锦教授作主旨报告。

西安交通大学副校长席光教授为大会致开幕词


多相流国家重点实验室主任郭烈锦教授作主旨报告


      本届研讨会的主题涵盖纳米技术、能源转化和利用、可再生能源等领域的基础理论、实验研究、测试技术、过程分析、数理模型与数值模拟、工业应用等,分为以下10个方面:纳米材料、器件的环保设计及可回收性;先进纳米结构的生态过程及能源效率;可再生燃料能源相关的纳米材料;纳米技术应用于健康护理的可持续性研究;可用于低投入-高产出固态光源的纳米器件;水质提纯及淡化研究中的纳米技术;应用于CO2捕获及富集的纳米催化剂研究;纳米传感器在空气及环境监测方面的研究进展;可持续系统的工业化生产、实施及商业化进程;可持续性在社会、教育、环境及经济领域的展望。参加研讨会的十余位国内外著名学术专家分别就以上相关主题作了特邀报告,介绍了相关研究进展,就新型可再生能源材料以及可持续性发展当前研究热点和未来发展方向进行了讨论:

      美国普林斯顿大学化学与生物工程系Bruce Koel教授作“Insights from surface into surface and interface properties of photoelectrocatalysts for fuels”主题报告。Koel教授在报告中指出,表面学方法可以极大地提高对太阳能燃料电池光电催化剂结构和反应的理解。利用可控条件下严格定义的模型催化剂进行实验,并利用多种光谱技术表征表面、界面性质和表面束缚物质的性质和反应性。Koel教授向参会者详细介绍了他们的研究成果,如:在水氧化催化中掺杂剂对α-Fe2O3(0001)表面结构和化学性质的影响;析氧反应(Oxygen Evolution Reaction)中Co3O4纳米晶的晶面活性及稳定性;GaP(110)与水的相互作用,GaP半导体通常用于在CO2和含氮杂芳族化合物水溶液中选择性将CO2还原成甲醇等。实验结论表明在α-Fe2O3水氧化反应体系中,模型催化剂薄膜的Ni掺杂导致薄膜的终止,并诱导形成更稳定的束缚在表面的-OH;在Co3O4体系中,利用轮廓分明的纳米立方体和纳米八面体形貌结构阐明(111)面的过电位以及电流密度等析氧反应活性远远优于(100)面。最后成功利用光谱学方法使用环境压力光电子能谱原位表征了GaP(110)面表面附着的与暴露水有关的物质。这些通过模型体系得到的结论将会为分析和讨论表面附着物在水催化氧化和CO2还原机理中所起的作用提供进一步的支持。

    台湾大学刘如熹教授介绍了Si/共催化剂异质结构作为光阴极材料在光电化学产氢方面的潜在应用。

      加拿大国家科学研究实验室Federico Rosei教授作“Multifuncyional Materials for electronics and photonics”报告。Rosei教授指出自下而上的方法是廉价生产纳米材料的一种可能的替代办法,该方法是基于在基底上纳米结构的自组装概念,正在逐步替代半导体工业中使用的自上而下加工的传统方法。向大家介绍了多种控制纳米结构组装的方法(包括有机和无机方法),着重研究多功能材料,及其结构性质关系,向参会者介绍了他们已经取得的实验成果,如:利用活性激光消融法合成大小、发光性质可控的半导体纳米结构,开发了新的实验工具及比较模拟,展示了原子尺度观察控制成核、生长和组装表面过程。提出了可用于电子学及光伏学的多功能纳米材料的创新合成方法。并指出近来的研究将侧重于水分解/太阳能制氢的复合材料。


      瑞典皇家理工学院,湖北大学“百人计划”学者朱斌教授向大家介绍了下一代燃料电池材料-----多功能半导体离子纳米复合材料。朱教授指出,目前太阳能电池(solar cell)的研究广泛基于半导体物理,但是还没有用到化学能源的转化。自上世纪1839年由Grove发明燃料电池后,经过科研工作者历代努力,通过不断改进其三个主要组件:电解质,阳极和阴极来提高燃料电池性能。其中,电解质是核心,主导着燃料电池技术发展。燃料电池是高效率能源转化和低(或零)碳能源技术的首选。

      朱斌教授所带领的团队通过20多年大量的科研实验和理论研究,发展了无电解质隔膜的燃料电池,在世界别树一帜,有望引领全球下一代燃料电池的发展。其中,由朱斌教授提出的:半导体离子材料,器件和技术;半导体能带的设计和技术进行燃料到电能转化;单部件无电解质或阳极-阴极-电解质”三合一”燃料电池”等方法将半导体能带和相关结的性能设计引入下一代先进燃料电池的研发,其发展的新型燃料电池能够实现更有效的燃料-电能的转换,重复实验所得到的性能已超越传统的燃料电池。

      西班牙加泰罗尼亚能源研究所Juan Ramon Morante教授作“Insight into materials properties and cells for a photo electrochemical based solar refinery”报告。Morante教授在报告中讲到,作为一种有效的太阳能光子能转换为化学能的方法光电化学法引起了极大的关注。光电化学法根据选定的催化剂可以产生不同的太阳能燃料如氢、甲酸、甲醇、甲烷或合成气,以及H2O和CO2。为达到算法效率至少高于10 - 12%的不同路线已相继被提出,而这只有在改进的能量平衡(与暗反应电催化作用过程相比)以及持久的高吞吐量的化学燃料分子基础上才能实现。为此必须考虑以下因素:光子吸收材料的成本和性能,光电极配置的电荷分离能力,用于阴极和阳极电极的催化剂的有效作用。除了这些简单的光电化学电池的基本组件之外,电解质膜以及电解质作为太阳能提炼的一个内置块同样决定光电化学电池的可行性。

   

       Morante教授阐述了不同电极材料的选择,通过实例从优良的表面特性对电荷转移系数进行讨论。此外,讨论了使用地球丰富的替代资源生产太阳能燃料的相关研究,如根据为减少CO2排放而使用不同催化剂对替代材料的成本、寿命、效率的研究。着重介绍了为扩大光电化学系统实现太阳能提炼效率的原始光伏吸收材料如硅,硫铜锡锌矿,CIS联合起保护作用的光催化活性金属氧化物层的应用研究。还介绍了如何改进光电化学电池配置以实现可靠及可行的太阳能提炼内置电池组件以生产太阳能燃料。

 

      加拿大麦吉尔大学Zetian Mi教授向大家介绍了太阳能水分解的新兴光催化剂氮化物纳米结构,从合成到性质表征等方面详细介绍了氮化物纳米结构在太阳能水分解的应用。

 

      普渡大学的Na Lu教授作了“Nitrides and Oxides for high temperature thermoelectric power generation”报告。


      越南河内大学纳米技术实验室主任 Mau Chien Dang教授介绍了超高频无线射频识别无源标签技术在食品质量检测方面的应用。

 

 

      nanomedcine”报告。Vetrone教授在报告中详细介绍了他所在的研究组在稀土掺杂的纳米粒子方面取得的可喜成果,并阐述了研究结果在可再生能源以及纳米医学方面的广泛应用前景。

 


      希腊克里特岛大学George Kiriakids教授作“Sustainable health through indoor environment quality control:
nanomaterials and components”报告。Kiriakids教授指出纳米材料及其组成材料通过检测室内环境质量在可持续健康方面发挥不可忽视的作用。

 

      实验室青年骨干教师代表沈少华博士作学术报告,在报告中向参会的外国专家全方位、多角度的介绍了实验室,展示了实验室在清洁能源利用,太阳能产氢领域取得的成果。重点介绍了低成本高效率太阳能-氢能转换方法,从材料设计到半工业规模的发展思路。

      实验室与会师生积极与本次研讨会与会专家开展热烈讨论,就纳米光催化,纳米材料制备、光解水产氢产氧过程的一系列技术参数、实验原理等科学问题与相关专家进行了现场互动交流。

      研讨会后,国立台湾科技大学HosseinHosseinkhani教授生物工程研究团队与实验室可再生能源研究中心签订了合作协议,承诺今后双方在生物工程制氢以及基于微纳米技术的生物能源设备研究方向开展实质合作研究,共享基础研究设备,互派科研工作者,联合培养博士生等。实验室还与越南河内大学纳米技术实验室Mau Chien Dang教授团队签订了合作协议,共同申请国际合作项目,联合开展能源材料研究,共享科学仪器设备和科技资源,联合开展人才培养。另外与普渡大学的Na Lu教授团队达成了实质合作意向等。与会专家对实验室新型可再生能源研究给予了成分肯定,表示愿意与实验室开展合作交流。

 

参会者合影


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