研究方向

  针对能源危机和环境污染两大威胁人类社会生存和发展的难题,我们利用第一性原理结合微观动力学模型及分子动力学模拟,从原子尺度研究各种催化剂的催化机理和可控合成路线,为催化剂设计和有效合成廉价、高效的能源材料提供理论依据。 

  (1)稀土助催化剂的理论设计:研究稀土助催化剂对Ni表面CH4CO2重整反应的影响,探索催化活性与结构的关系,破解消除积碳的有效途径,设计高效稀土-Ni催化剂。 

  (2)电催化催化剂的理论设计: 研究氧还原反应(ORR),析氢反应(HER)、析氧反应(OER), 二氧化碳还原(CO2RR)、氮气还原(NRR)等电化学反应的催化机理,指出活性中心、线性关系、反应描述符等,揭示催化剂与催化活性的构效关系,为提高催化剂催化活性和选择性提供理论支撑。 

  (3)低维碳材料可控合成的理论研究:探讨低维碳材料的成核和生长机理,为实验优化合成条件提供理论支撑。 

  (4)与实验课题组密切合作,解释实验中的“黑匣子”问题,阐明实验现象的本质原因。