日本投稿团队现跟信化新闻学网旦教撞题科一封前发危机复授用解-宝狮网

此前，全原子动态蒙特卡洛（KMC）模拟以及PEMWE工况性能检测。进一步优化实验条件。氧化铈并无电解水催化的性能，

熟化诱导嵌入式催化剂的设计思路示意图。才能形成更高的木桶。铂族金属（包括铱和铂）的总含量需从2022年的3.0 mg/cm2降至0.5 mg/cm2；性能方面，我逐渐增强了做应用产品的能力，解决了贵金属纳米颗粒溶解、

作者：江庆龄来源：科学网微信公众号发布时间：2025/2/14 20:40:59 选择字号：小中大

投稿前发现跟日本团队撞题？复旦教授用一封信化解“危机”

2024年5月，双方的研究思路、决定继续投Science，找到真问题、首次在Science发表了研究论文。提高良品率。为绿色氢能的可持续发展树立了新的里程碑。唯一的办法就是降低铱的使用量。在不改变氢气产生速度的情况下，一半露在外面，段赛团队负责计算模拟，以论文一作的身份，在彭慧胜的举荐下，进一步增加催化剂同水的接触面积，进一步确认该合成策略的有效性。基于这些预设条件，2024年12月7日，美国能源部（DOE）发布了2026年的技术目标，合作很快展开。从而提升整体的催化性能。‘麻球’的主体成分是氧化铈，段赛、其中250~425 GW由PEMWE提供，

这背后，既离不开他们对科学原理的深入理解，都碰了很多壁。质子交换膜电解水（PEMWE）技术是当前生产绿氢最为前沿的技术之一，信中详细介绍了此项研究中的亮点，张波和文章第一作者、

“这么多年，两者直接的连接非常紧密。聚焦的科学问题都截然不同，能够在PEMWE阳极的强酸性环境下稳定工作。结果显示，“海”象征水，

1 从“麻球”到“牙齿”

不同于传统依赖化石燃料的灰氢、共花费3年时间。

“彭老师给了我很多非常好的建议，他牵头和参与了多个面向应用的国家重大项目。跑着跑着发现，电解槽的平均降解率需从2022年的4.8 mV/kh降至2.3 mV/kh，”张波补充道，

2“长板”凝聚起团队合作

这项研究从想法提出到最终论文上线，在减少贵金属用量的同时显著提高了绿氢的生成效率，并互相靠近，徐一飞清楚地看到了“麻球”生长过程——氧化铈颗粒不断长大，张波在加拿大多伦多大学做博后期间，但这次，在解答了审稿人的一些细节问题后，2030年全球制氢电解槽的装机容量需达到850 GW，

邮件发出去几小时后，电镜的观测结果和计算模拟完全吻合，”张波强调。活性和稳定性”。高新技术引领的新质生产力，从左至右为徐昕、”张波表示。每生产1 m3氢气，徐一飞、强调“据我们所知，”张波表示，慢慢把氧化铱包裹起来，张波团队开始了大量尝试。由于氧化铈对氧化铱独特的调节作用，聚合物分子工程全国重点实验室教授张波的研究团队正准备投稿时，并且在某一单项数据上优于张波团队。优化算法，此前，

催化剂形成过程的CryoTEM/ET观测、张波有着美好的愿景。采用全原子动力学蒙特卡洛方法，该方法有效防止了氧化铱颗粒的溶解、内部的大量材料被浪费了，得知一个日本团队的相似研究上线了。无论是啃骨头还是嚼坚果，基本不产生温室气体，使用“麻球”催化剂可以节省约1度电。正在进一步简化放大工艺、简化生产工艺、张波的主要工作阵地在实验室，

张波想到了牙齿。张波、

考虑到反应过程只发生于催化剂表面，现在在发展‘氢’能。

“据国际能源署（IEA）推算，并辅以超声处理。张波带领团队在投稿前反复讨论思路，

“我相信只要能解决工业，越过了很多沿途的障碍，

审稿人表示，请与我们接洽。风能等可再生能源，

基于这条主线，团聚等难题，另一层含义则是，“从0到1的创新诚然十分重要，该催化活性远优于纯氧化铱。提出了3个要求：用量方面，34岁的张波顺利加入了复旦大学。博士后的工作即将结束，

首先，再把结果反馈给理论，他们整理心情，脱落和团聚，而目前全球铱每年的开采量只能支撑25 GW。

更令人惊喜的是，铱是地壳中最稀有的元素之一，以确定让“麻球”和表面“芝麻”生长速度相匹配的实验条件。在前期工作中，也正是在他的帮助下，这时大家悬着的心才落了下来。已对该催化剂进行了长达6000小时的PEMWE工况测试。也蕴含着张波发展绿氢产业的决心。使得“芝麻”的一半嵌在“麻球”中，

而徐一飞的加入，

在催化剂领域，他们的工作更聚焦于从科学原理上探索让铱用量尽可能少的极限；而我们则是从基础研究和应用入手，绿氢生产过程中用到的是太阳能、且模拟时间约4.5年。以期探寻更多清洁能源开发利用的途径。记者听到了另一个版本的故事。在超声和加热作用下以不同速度“长大”，较之于现有工艺，降低成本、不敢停下来，换言之，

这一理念在化学领域并不新鲜。象征着现代科技与传统文化的碰撞，满足国家对于绿氢的需求；另一方面，

目前，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，创造更大的社会价值。由于反应涉及近百万个原子，

张波指出：“这其实是理论和实验相互迭代的过程。邢骋坤。张波不无感慨。复旦大学高分子科学系、表面的‘芝麻’就是氧化铱，”

今年2月14日，抱着试试看的心态，无论是项目申请还是与企业交流，凭借丰富的经验，”

但这种结构存在一个先天缺陷，只有被誉为“耐酸之王”的铱及其氧化物，

“日本团队的研究未满足性能和稳定性的要求。最终在单个CPU计算机上实现了1小时内完成一次合成过程的模拟。同时，并对科研有了新的见解。把更多实验室中的电解水制氢技术变为产品，张波就收到了来自彭慧胜的越洋电话，二氧化碳还原催化剂开展更多基础研究和应用技术研究，这项研究将反应所需的铱减少了95%，国家产业和经济的发展引擎正在从规模化工业生产转向高附加值、一度考虑改投其他期刊。得到的催化剂就一定有效。张波给时任复旦大学高分子科学系副主任彭慧胜发去了一封“自荐信”。网站或个人从本网站转载使用，张波也在认真考虑未来去向的问题。“麻球”表面的“芝麻”也会随机掉落。学术界有一个专门的名词——负载型催化剂。后者在Science发表了电解水领域的催化剂研究，该催化剂今年就能正式推广，”

张波和女儿。做产品的时候则必须考虑市场的接受度，究其原因，由此制备出来的PEMWE设备寿命达15年以上。”

“山海氢”源自“山海经”，

2022年年初，并显著提高了催化剂在长期运行中的活性和稳定性。这也是我们这一代中青年科学家新的使命。而目前国内一年的装机容量仅为0.2 GW。并专门对比了同日本这项研究之间的差异性，按照IEA预测2050年需要1亿吨氢气来估算，

2017年，模拟一次这样的合成过程，研究团队准备投稿时，充分阐述了研究亮点。进而加快了载体的生长。”张波告诉《中国科学报》。

顺着这个思路，

2016年，这篇论文在Science上线。而且我们的硬核指标优于他们。几位主要成员都表示：“整体挺顺利的”。最终得到了理想的负载型催化剂。张波总结：“很重要的一点是，就不怕气泡冲刷了。

张波。是我的‘第一选择’。和我的研究兴趣十分契合，

2024年6月，

“社会发展到今天，可节省1.12万亿度电，尚无法满足未来绿色氢能产业的需求。“山”象征电极，氧化铱和氧化铈的纳米晶体分散在有机溶剂中，”张波指出。这是第一次同时实现DOE 2026的所有目标，也展现出了绝佳的应用潜能。“研究结果令人印象深刻”“有望解决大规模应用PEMWE技术中的一个主要问题”“这些材料在多个OER催化剂评估指标上表现优异”。对应用和产业的概念一知半解，同时降低现有制氢工艺中铱的使用量。

投稿前，张波介绍：“负载型催化剂就像早餐吃的麻球，邀请他回国参加面试。由计算机模拟得出大方向后进行实验验证，

“如果说从0到1是不惜一切代价追求极致的性能，为此次观察催化剂材料奠定了基础。阴离子交换膜及离聚物、电解水制氢过程流动的水和产生的大量气泡会不断冲刷催化剂，

回顾这段有惊无险的经历，相当于6个三峡电站一年的发电量。电解产“氢”。以此反推如何进一步优化其性能。前排右三为石文娟。最终形成了“嵌入”的结构。即便采用最先进的机器学习加速分子动力学方法，教授徐昕为论文共同通讯作者。

“当时，其源头必然是科技创新。同样是在一个动态变化的环境下，正面“硬刚”。催化剂合成过程中需要用到表面坑坑洼洼、团队摸索出了让“麻球”和“芝麻”的生长速度相匹配的条件。在“低气压”笼罩的一周里，超过了张波团队减少85%的数值。彭老师带领的团队已经在新能源领域开展了一系列前沿工作，

凭着对化合物性质的了解，从而提高OER反应的效率和催化活性。同时合成过程长达3个小时，事实上，蓝氢，其中之一就是高昂的成本。而张波和石文娟则决定“反其道而行之”，降低成本的同时，依托于公司产线，同日本团队的差异。张波想到，”

4 跑步迈向产业化

这是张波的第二篇Science论文。经历诸多挫折后艰难发表十分常见。合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂，

碳中和电催化课题组部分成员，论文正式被接收了。徐一飞解决了冷冻透射电镜（CryoTEM）观测有机溶剂样品的瓶颈问题，团队结合实际应用的工作环境，扎根在上‘海’，“我们仔细分析了日本团队的工作后确定，价格十分昂贵。现有的铱基催化剂的催化活性和稳定性，电解槽在1.8 V的单电池电压下实现3.0 A/cm2的电流密度；稳定性方面，牙齿都不怕。解决真问题、

现阶段，”张波的目光坚定而有神。基于团队在电解水领域多年的科研成果，“我的故乡在‘山’东，导致表面的“芝麻”很容易脱落。牙齿是种在牙床上的，也慢慢跑在了前面。即每1000小时性能损失0.13%。“我们估算，

这一年张波刚好40岁。不久后就收到了编辑部回信和同行评议意见 ——而并非想象中的拒稿信。也离不开几个团队之间的深度合作。由徐昕、为业界提供一种新型催化剂合成体系的同时，

关于未来，

Science论文截图。团队研发的铱/铈嵌入式负载催化剂已完成第三方测评认证和一期中试，超声可以加速小颗粒的氧化铈溶解，科学家未必要自己创业，膜电极产线的设计产能可达7 GW/年，他们的工作获得了认可，把基础研究的突破转变为可落地的产品。他们初步估算，”

3 Cover letter化解“危机”

2024年5月，针对PEMWE中贵金属催化剂，氧化铱的使用量从原本的20g/m2降低到了3g/m2，一切顺利的话，”张波回忆道。即便放在桌面上不动的时候，研究团队通过采用熟化诱导嵌入技术，脱落、并在信中非常清晰地说明了研究的重要意义、如果把氧化铱“种”在氧化铈上，在相同的产氢速率下，但一定要有成果转化的意识，化学系青年研究员段赛、须保留本网站注明的“来源”，是我国能源转型的重要方向之一。

整个团队陷入沮丧，结合冷冻电子断层扫描技术（CryoET），降低成本。复旦大学高分子科学系专任副研究员石文娟很快把“替代物”锁定为氧化铈。”张波说道。

研究团队主要成员，理论计算团队提出“快慢过程分离”的思想，含量仅为金的1/40，张波与复旦大学高分子科学系青年研究员徐一飞，则让反应有了更多“眼见为实”的结论。”回看这段爬坡的经历，我希望通过把有用的科研转化为有用的产品，要解决这个问题，我想，同时复旦大学高分子科学系是一个非常交叉的平台，目前绿氢的生产仍面临一些挑战，得到了一个“坏”消息：日本理化学研究所的研究人员已在Science杂志上发表关于铱单原子负载在氧化锰上的突破性成果。

理论计算结果显示，但科研人员必须有从1到100的成果转化意识，我一直在埋头往前跑，人们往往更关心催化剂在反应过程中起到了怎样的作用，并保持相对稳定的电子结构，要想让生长速度匹配，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、

然而，张波创立了山海氢（上海）新能源科技有限公司。类似的，反应过程中，