走向雙碳

2020年9月，我國明確提出“雙碳”目標(biāo)，力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，“雙碳”成為國家戰(zhàn)略。上海理工大學(xué)能源材料科學(xué)研究院特聘教授苑丁認(rèn)為，當(dāng)世界開始走向碳中和，意味著可再生能源將成為未來能源的消費(fèi)重心，而可再生能源制氫將成為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要新能源轉(zhuǎn)化和能源革命技術(shù)，可實現(xiàn)真正意義上的零碳排放。

近年來，苑丁主要采用液相剝離法和自組裝法等合成超薄原子級二維材料，并將其應(yīng)用到電催化領(lǐng)域。“包括電解水制氫和燃料電池?！彼f，“在所有可再生能源制氫技術(shù)中，電解水制氫相比于生物質(zhì)制氫和光解水制氫具有效率高、純度高、工藝簡單等優(yōu)勢，將成為碳中和背景下的主導(dǎo)制氫方案?！?/p>

“超薄二維材料和傳統(tǒng)二維材料有所不同？如果把二維材料比作一本書，那么超薄二維材料就是書里的一張張紙?！痹范〈虮确降馈Ｋ嬲佑|超薄二維材料，是從江蘇大學(xué)碩士畢業(yè)被公派至澳大利亞格里菲斯大學(xué)攻讀博士學(xué)位后。2019年，入學(xué)已滿一年的苑丁面臨重要的開題報告，并為之撰寫一份嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捻椖坑媱潟?。認(rèn)真籌算過后，她計劃以此為基礎(chǔ)，寫出一篇關(guān)于超薄二維材料的綜述文章，文章不僅介紹其種類、合成方法、缺陷調(diào)控手段，還對其在電池領(lǐng)域的應(yīng)用及作用機(jī)理進(jìn)行了綜合分析。這是一篇3萬余字的文章，耗時數(shù)月。其間，苑丁開展了大量實驗，使文章更有信服力。而她也在系統(tǒng)性研究過程中，得到了鍛煉和提升。2021年博士畢業(yè)后，機(jī)緣巧合之下，她獲得了澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士竇世學(xué)和劉化鹍的認(rèn)可，前往伍倫貢大學(xué)從事博士后研究工作，開始了新的征程。

幾年下來，苑丁已經(jīng)熟練掌握液相剝離、自組裝、軟模板、拓?fù)浠瘜W(xué)轉(zhuǎn)變等多種合成方法，可通過選擇不同表面活性劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間有效控制材料的形貌，所合成的超薄二維材料具有大的比表面積和大量表面懸掛鍵，為后續(xù)缺陷調(diào)控提供理想的材料模型。而在缺陷調(diào)控方面，她創(chuàng)新使用超聲波萃取和堿刻蝕法在原子級超薄材料中成功引入了陽離子空位， 使用浸漬吸附或原位合成法對前驅(qū)體進(jìn)行摻雜，組建的雙缺陷協(xié)同調(diào)控模式必將導(dǎo)致催化新理論的提出和相關(guān)領(lǐng)域的研究熱潮。此外，她還在原子水平上對超薄二維材料的缺陷結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能間的關(guān)系進(jìn)行分析，深入揭示了雙缺陷的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，為新型高效能量存儲與轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計合成提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

研究漸入佳境，一個新的選擇也隨之而來。2022年年底，竇世學(xué)院士和劉化鹍院士正式?jīng)Q定回國發(fā)展。作為團(tuán)隊核心成員，苑丁于2023年正式加盟上海理工大學(xué)。

“學(xué)校為團(tuán)隊提供了足夠的場地、投入了大量資金，用來支持能源科學(xué)研究院的基礎(chǔ)設(shè)施搭建和人才培養(yǎng)。”苑丁表示，她所在的小團(tuán)隊主要圍繞電催化開展工作。兩年來，她入選了中國科協(xié)青年人才托舉工程、上海市領(lǐng)軍人才（海外）、上海理工大學(xué)滬江領(lǐng)軍人才等，并以核心成員身份參與國家自然科學(xué)基金委外國資深專家團(tuán)隊試點項目1項。

苑丁團(tuán)隊極為重視氫能的發(fā)展?jié)摿?，近些年主要精力集中在電解海水制氫上?！皻淠茉葱枨蟾撸Y源短缺，利用海水是一個非常好的方法。”不僅如此，從電解液研究中尋求突破，也是團(tuán)隊關(guān)注的重點。

“竇世學(xué)和劉化鹍兩位老師曾表示，拼搏奮斗是他們?nèi)松畲蟮目鞓贰Ｋ麄兓貒Ｍ瓿扇松詈笠粋€目標(biāo)，即培養(yǎng)和引進(jìn)碳中和領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才，助力國家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)及新能源領(lǐng)域世界重要人才中心和創(chuàng)新高地的建設(shè)。作為團(tuán)隊的一分子，我也希望能跟隨兩位老師為這份事業(yè)盡綿薄之力?！痹范≌f。