1、中科院大连化物所 2016 年度冠名奖推荐表(个人)姓 名 施晶莹 性 别 女 出生年月 1973年 2月学 历 博士研究生 职 称 研究员 部 门 DNL16申报冠名奖奖项名称 科技创新奖主要事迹: 太阳能光-化学转化利用是当前科学研究领域中非常挑战的前沿课题之一,本人自 2008 年入所以来一直致力于该课题的研究工作。围绕太阳能高效转化的关键科学问题,砥砺前行,建立了光电催化实验室,逐渐发展并在本课题组明确建立了太阳能光-化学研究的新方向-基于光电解池的光电催化。在进行光电催化分解水研究的同时,将光电催化研究成功拓展到与储能电池、燃料电池的交叉领域,构建了太阳能转化、储存的新体系和新思路。
2、2016 年在科技创新方面取得如下主要业绩:1、光电催化分解水是本人长期努力攻关的研究方向。围绕高效稳定光阳极的构建这一关键科学问题,首次提出“空穴储存层(HSL) ”概念并形成界面修饰的新策略,构建了世界上最高稳定性的 Ta3N5 基光阳极体系( Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 7295;Chem. Eur. J. 2015, 21, 9624) 。2016 年将 “空穴储存层”与电子阻挡层及分子助催化剂相结合,使载流子分离效率几近 100%,获得接近理论极限的国际最高光电流,创造了最高的太阳能转化效率 2.5%。这一系统性工作形成了理性设计高效光电极的新策
3、略和新思路,为实现高效太阳燃料制备提供重要的研究基础。相关文章发表在 Energy & Environmental Science, 2016, 9, 1327-1334(通讯作者) 。2、设计和构筑双光电极电解池,通过光电催化氧化或者还原液流电池体系中的放电物种,实现利用太阳能直接为液流电池充电,首次构建高效的太阳能光-化学-电三者转化原位一体化体系。光充电-放电过程光能的转化率在 3.0%以上,为目前同类型器件文献报道的最高值;且该器件显示了良好的充放电循环稳定性。这一研究成果巧妙利用了光电催化的原理,为太阳能的原位高效转化储存利用开拓了新思路,显示出潜在的技术应用前景。相关研究论文被接收
4、发表在Nature Communications, 2016, 7: 11474(通讯作者) 。3、利用光阳极催化氧化生物质,光阴极催化还原氧还原过程,构建了基于双光电极体系的廉价高效的光燃料电池体系。该系统彻底摒弃了昂贵的隔膜及贵金属催化剂的使用,有望发展高效廉价的可再生能源产电技术,论文接受发表在 ChemSusChem, 2016, 10.1002/cssc.201601422(通讯作者) 。4、利用光阴极材料与介质 pH 调变选择性调控光助氧气还原过程,获得选率 100%的 2 电子过程,首次实现利用太阳能、水和氧气制备获得高浓度双氧水( 100 mM) ,为发展绿色、高效的双氧水生产过程提供了新的技术策略。文章正在整理中。2016 年在 Nat. Commun, Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am.Chem. Soc., ACS catal., ChemSusChem 等国际学术期刊上发表论文 7 篇,其中通讯作者论文 3 篇;申请专利 1 项,撰写英文专著 1 章(Springer 国际出版集团,2016 年 2 月出版) 。主持国家自然科学基金面上项目 1 项,作为骨干人员参加国家 973 计划项目、国家自然科学基金委 BOX 项目等。