4月10日-13日，由我所和英国皇家化学会联合发起并共同主办的“国际清洁能源科学大会（International Conference on Clean Energy Science）”在我所会议中心召开。为期四天的会议包括6个大会报告、19个主旨报告、52个口头报告和160余份墙报。国内外相关领域的专家学者聚焦清洁能源领域科学问题，展示了他们丰富新颖、异彩纷呈的研究工作：

纳米结构光催化剂和光电池利用太阳能“制造”化学燃料

太阳能是人类可利用的最重要、最丰富的可再生能源之一。随着世界化石能源短缺和环境污染等问题日趋严重，太阳能的利用与开发已经成为当前国际研究热点。在本次会议上，与会的各国学者从太阳能光催化制氢以及太阳能电池的基础研究等方面展开了深入的讨论。例如，美国加州大学伯克利分校的Peidong Yang教授基于纳米组装的无机复合纳米线结构设计合成出更有效的光催化体系和类似于“人工树叶”的太阳能电池薄膜；这一系列工作得到了美国政府大力扶持，认为这项工作是“在努力实现利用太阳能和水为我们的汽车提供汽油”。日本东京工业大学的Kazunari Domen教授研究小组在利用太阳能光催化分解水方面取得了一系列重要成果，特别是在新型可见光催化剂的设计和制备以及利用光催化复合体系同时产氢产氧方面做了大量探索性工作，其中该小组报道的ZnGaON体系在可见光区分解水的量子效率达到了5.6%以上。英国帝国理工学院的James Durrant教授致力于染料敏化纳米晶太阳能电池和有机半导体太阳能电池的合成和机理研究，通过对太阳能电池中电子转移动力学研究，更深入地理解光催化中的各个过程，这将帮助我们筛选出更高效的纳米结构材料与分子材料用于太阳能转化。我所李灿院士深入浅出地讲解了表面异质结构和助催化剂在光催化体系中的重要作用——通过精心设计与组装，在光催化剂 (CdS) 表面共担载还原 (Pt) 和氧化 (PdS) 双组份共催化剂，有效地解决了电子和空穴的分离与传输问题，利用牺牲试剂在可见光照射下取得了93%的产氢量子效率，该数值已接近自然界光合作用原初过程的量子效率水平。

“谁开动了电动车？”——高效锂电池材料结构解密

新型电动汽车的发展将为目前依赖化石燃料的汽车行业带来变革，但电动汽车的成功与否取决于技术的进步，特别是开发性能更好的车用电池。目前，车用锂离子电池价格昂贵且续程能力有限，大大影响了电动汽车业的发展。韩国的蔚山国立科技学院Jaephil Cho教授详细介绍了锂离子电池中使用的两种材料——橄榄石结构的磷酸铁锂（LFP）和尖晶石结构的锰酸锂（LMO），并比较了它们在混合型电动汽车（HEV）和纯电动汽车（EV）应用中各自的性能。通过细致地研究和多样化的改良策略，他进一步提高了LFP和LMO结构材料的性能，为设计更高效、持久、经济和安全的车用锂离子电池奠定了基础。厦门大学的孙世刚教授合成了形貌可控的具有高活性面、多活性位的纳米结构锂离子电池电极材料LiNiMnO，该材料展现出高电化学活性和电储存能力。除了高效的锂离子电池，各国学者在会议上还报道了包括全钒液流储能电池、MOF或COF类的储氢材料、碳基纳米结构的电容器材料等一系列新型储能材料，它们必将在清洁能源领域中各显神通，发挥重要作用。

微小生物中蕴含神力——变废为宝的生物质转化与生物燃料电池

“普遍认为无用的东西本身也可能充满价值。”英国约克大学的Mark J. Gronnow教授利用微波热解的方法就可以从平常认为价值较低的麦秆中提取具有高能量密度的生物质焦炭和可直接作为液体燃料的生物油。与传统热解方法相比，微波热解不仅所需的温度更低（200度以下），利于节能，同时还能产出品质更好的生物焦炭与生物油。新加坡南洋理工大学的Changming Li教授利用酶或微生物代替贵金属，设计开发了具有高能量转化率的生物燃料电池。由于生物催化剂绝缘性的壳层影响了生物催化剂和电极的电荷转移，传统的生物燃料电池的能量转化效率普遍较低。为了解决这一问题，Li教授团队一方面合成了电化学活性好的、高比表面积和孔结构的亲水性纳米结构电极；另一方面通过环境选择演化和基因工程合成新型的菌株。这样的组合可以有效地提高两者之间的电荷转移，制备的生物燃料电池具有高能量密度和高能量转化效率等优异性能。