2020年，我國(guó)提出“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，將我國(guó)的綠色發(fā)展之路提升到新的高度。發(fā)展變革性低碳綠色技術(shù)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要手段。國(guó)務(wù)院辦公廳、工信部、科技部、發(fā)改委、能源局等部委相繼頒布了多項(xiàng)能源相關(guān)政策和指導(dǎo)意見(jiàn)，以促進(jìn)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，指出加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，促進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。湖南省和長(zhǎng)沙市緊隨國(guó)家戰(zhàn)略決策，發(fā)布了與綠色催化技術(shù)、先進(jìn)儲(chǔ)能材料產(chǎn)業(yè)等相關(guān)的系列文件，全面發(fā)展低碳綠色技術(shù)，著力推進(jìn)先進(jìn)儲(chǔ)能材料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展。

長(zhǎng)沙學(xué)院材料與環(huán)境工程學(xué)院是“材料與化工”碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位建設(shè)點(diǎn)的主要支撐單位，材料科學(xué)與工程學(xué)科入選湖南省“雙一流”應(yīng)用特色學(xué)科，排名全國(guó)前13%，功能材料專(zhuān)業(yè)入選國(guó)家一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)。學(xué)院打造了光催化工程技術(shù)湖南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等2個(gè)省市科研團(tuán)隊(duì)，搭建了環(huán)境光催化應(yīng)用技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境與能源光催化湖南省“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心等3個(gè)科研平臺(tái)，擁有場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、X射線衍射儀等大型儀器設(shè)備32臺(tái)套。面向我省新材料、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，致力于新型催化材料、先進(jìn)儲(chǔ)能材料等的開(kāi)發(fā)及其在環(huán)境和能源領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

今天，讓我們走進(jìn)材料與環(huán)境工程學(xué)院，近距離接觸這些老師與學(xué)生。

(資料圖片)

問(wèn)：馮文輝老師，您好！您目前主要的研究方向是什么？

答：近些年，我一直從事光催化和壓電催化材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究。

問(wèn)：能簡(jiǎn)單介紹一下什么是光催化和壓電催化嗎？

答：光催化和壓電催化是兩種新型綠色的能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，都是利用催化劑材料，將清潔可再生的太陽(yáng)能或機(jī)械能轉(zhuǎn)化為高能量密度的化學(xué)能的過(guò)程。

問(wèn)：光催化和壓電催化技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在哪？又有哪些應(yīng)用前景呢？

答：光催化和壓電催化過(guò)程，最大的優(yōu)勢(shì)是綠色、溫和、節(jié)能。眾所周知，太陽(yáng)能是一種可再生能源，它是地球生命的能量源頭；而機(jī)械能也是普遍存在于人類(lèi)生存環(huán)境中又一豐富且穩(wěn)定的能源。光催化和壓電催化技術(shù)正是利用這兩種清潔可再生能源，來(lái)解決一些環(huán)境與能源方面的問(wèn)題。兩種技術(shù)均在環(huán)境修復(fù)、分解水制氫、有機(jī)物轉(zhuǎn)化、CO2還原和生物醫(yī)用等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。以氫能源生產(chǎn)為例，目前工業(yè)上最常用的制氫技術(shù)是蒸汽重整法，該方法是利用天然氣、石油等碳?xì)浠衔锱c水蒸氣在高溫高壓下反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣。該過(guò)程往往是需要消耗大量化石燃料，并伴隨溫室氣體和有毒有害氣體的產(chǎn)生。而光/壓電催化分解水制氫方法，則可以在常溫常壓下，直接利用光能或機(jī)械能將水分解成氫氣和氧氣。

問(wèn)：在這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域，您目前重點(diǎn)關(guān)注哪方面的研究呢？

答：我們知道，分解水制氫和CO2還原轉(zhuǎn)化為碳基化學(xué)品或高附加值燃料分別是開(kāi)發(fā)氫能源和促進(jìn)碳循環(huán)的有效策略，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的兩個(gè)重要途徑。目前，我主要對(duì)接新材料、節(jié)能環(huán)保和新能源等湖南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)兼具光激發(fā)性和壓電特性的新型高效能源轉(zhuǎn)換材料，采用壓電場(chǎng)耦合方法突破單一光催化技術(shù)瓶頸，構(gòu)筑“自動(dòng)力”光電催化體系。在光能和機(jī)械能的共同激勵(lì)下，實(shí)現(xiàn)分解水制氫和CO2還原的高效轉(zhuǎn)化。嘗試為清潔能源生產(chǎn)和CO2捕集轉(zhuǎn)化提供新的綠色技術(shù)，也為可再生能源的綜合利用以及H2O和CO2的高效資源化提供了新的途徑。

“雙碳”戰(zhàn)略引導(dǎo)下，能源體系正在加速變革。近些年，隨著我國(guó)新能源行業(yè)的發(fā)展，電池行業(yè)也迎來(lái)了大發(fā)展。先進(jìn)儲(chǔ)能材料產(chǎn)業(yè)也成為發(fā)展新能源汽車(chē)和能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。

而隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，全國(guó)各地形成“鋰電熱”，廣東、江蘇、福建、湖北、江西、山東、云南、四川等省份紛紛布局先進(jìn)儲(chǔ)能及電池產(chǎn)業(yè)，群雄逐鹿，爭(zhēng)做“鋰電第一省”，一場(chǎng)電池行業(yè)的“盛宴”似乎已經(jīng)來(lái)臨。在這場(chǎng)“盛宴”背后，我們長(zhǎng)沙學(xué)院材料學(xué)院有些什么舉措呢？

長(zhǎng)沙學(xué)院材料與環(huán)境工程學(xué)院與長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、中偉、德賽、中鋰、邦普、雅城等鋰電池及相關(guān)材料企業(yè)，進(jìn)行科研和實(shí)訓(xùn)的深入合作，邀請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)課堂、共同修訂人才培養(yǎng)方案。產(chǎn)生了包括合作申請(qǐng)專(zhuān)利、共同開(kāi)發(fā)產(chǎn)品、合作申報(bào)科技獎(jiǎng)勵(lì)、共同承擔(dān)科技項(xiàng)目等顯著的成果。學(xué)院堅(jiān)持“產(chǎn)出導(dǎo)向”和“能力本位”教育理念，探索與實(shí)踐“一主線雙驅(qū)動(dòng)四融合”人才培養(yǎng)模式，致力于培養(yǎng)具有家國(guó)情懷、跨界能力、創(chuàng)新思維和工匠精神的“新材料人”。

材料與環(huán)境工程學(xué)院秉承“力學(xué)篤行”校訓(xùn)，緊扣國(guó)家“雙一流”建設(shè)和學(xué)?！叭睉?zhàn)略實(shí)施機(jī)遇，面向地方新材料產(chǎn)業(yè)的人才與技術(shù)需求，堅(jiān)持立德樹(shù)人，堅(jiān)定內(nèi)涵發(fā)展，堅(jiān)守開(kāi)拓創(chuàng)新，以教育教學(xué)為中心、以學(xué)科建設(shè)為抓手，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，不斷強(qiáng)化服務(wù)社會(huì)能力，努力將學(xué)院建設(shè)成為特色鮮明、在國(guó)內(nèi)具有重要社會(huì)影響力的一流材料類(lèi)學(xué)院。

策劃：徐遠(yuǎn)超 胡晴

本期指導(dǎo)：鐘繼軍 陳晗 劉敏

特邀嘉賓：馮文輝

本期執(zhí)行：董牮 胡晴 邱訪蓉 蘇芊玥

本期文案：胡晴 劉敏 劉鈺清

攝像剪輯：龍力

特邀參與：李佳琰 蔣杰圻

聯(lián)合出品：長(zhǎng)沙學(xué)院 新湖南·湘學(xué)頻道

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