“催化科学”意见稿——氢能是“重头戏”等离激元首次入选

近日，科技部公布了“催化科学”、“干细胞研究与器官修复”“物态调控”“地球系统与全球变化”和“数学和应用研究”5个重点专项2022年度项目申报指南公开征求意见。在碳达峰碳中和的大背景下，众多研究领域中，“催化科学”引起高度关注。

《“催化科学”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)》(简称《意见稿》)明确，围绕催化基础与前沿交叉、催化剂创制、催化原位动态表征与模拟、可再生能源转化与存储的催化科学、化石资源转化的催化科学、环境友好与碳循环的催化科学等6个重点任务进行部署，拟支持26个项目，同时拟支持20个青年科学家项目。

氢能是“重头戏”

据了解，“催化科学”重点专项总体目标是：阐明催化反应过程中化学键的活化、定向构建规律和机理，发展相关理论;研制一系列高效催化剂和相关的精准催化过程，实现精细化学品和功能材料生产的技术突破;创新可再生能源催化理论和过程。通过系统任务部署，推动我国催化科学快速发展，在若干重要方向实现引领;促进高效清洁催化技术转移转化，为我国经济社会绿色和可持续发展提供科技支撑。

记者梳理《意见稿》发现，今年发布的催化科学“重头戏”是氢能。涉及的氢能产业方面主要有6个，包括：电解水制氢耦合催化选择氧化、阴离子交换膜电解水制氢研究、光电催化体系的界面精准调控与微观机制、高效加氢处理催化材料及过程研究、低碳烃类加/脱氢催化微区热耦合机制研究和CO2催化加氢高效合成甲醇。以电解水制氢耦合催化选择氧化为例，其研究内容主要是，针对基于可再生能源电解水制氢的阳极析氧反应过电位高、产氧价值低的问题，发展与电催化制氢相匹配的高附加值、高选择性电催化阳极氧化反应。通过耦合有机合成、生物质转化、塑料降解等反应，降低电解水过电位，提升产氢效率，揭示氧化反应和质子还原反应的协同机制;匹配电解反应器中电解液、隔膜等单元，开发完整的小试装置。

等离激元首次入选

特别值得注意的是，《意见稿》首次提到“表面等离激元催化”技术。郑州大学、东南大学、中科院微电子研究所等众多研究团队均在研究等离激元。例如，近日，东南大学电子科学与工程学院研究团队在等离激元-半导体异质结构光催化研究领域取得重要进展，通过系统的对比实验揭示了等离激元三相光催化系统所包含的独特的电子行为和光子-电子作用过程，并将其用于高效光催化。再例如，郑州大学在等离激元光催化二氧化碳还原反应机理方面取得进展，为高效等离激元光催化剂的设计提供了新思路。

记者注意到，《意见稿》明确，“表面等离激元催化”研究领域是，发展结构可控的表面等离激元催化剂，认识纳米结构与光子相互作用的本质，探索电磁场热点的光热和光电协同催化机理;利用时空分辨等先进表征技术，揭示局域光场、电场、电荷富集和催化活性位点之间的内在联系以及等离激元的动态驰豫机制，提出电荷分离新策略，聚焦重要等离激元诱导的催化反应，实现高效等离激元催化体系理性设计。

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