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王敦伟教授简介
王敦伟,现任美国波士顿学院教授;2000年毕业于中国科学技术大学获学士学位,2005年毕业于美国斯坦福大学获博士学位,2005-2007年在美国加州理工学院从事博士后研究,2007年加盟美国波士顿学院;迄今为止,已在包括Nat. Commun.、Proc. Nat. Acad. Sci. USA、Chem、ACS Cent. Sci.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际著名期刊发表高水平论文120余篇。王敦伟教授先后获得国际理论与应用化学联合会青年化学家奖、国家科学基金会事业奖、马萨诸塞州清洁能源中心催化剂奖、斯隆基金会研究学者奖以及日本学术振兴会研究学者奖等。王敦伟教授的研究工作主要集中在能源的转化与存储方向,该研究以氧的化学反应为核心,贯穿了从新材料制备到材料物理化学性质的研究,再到材料实际应用等方面。
图4. 氧化铁与氧化钨表面铱基双原子催化剂的不同键合模型
(三)应用于“后锂离子时代”的新型储能技术研究
在对太阳能等可再生能源进行有效转化后,人们还需对电能进行合理的储存。电池技术在能源存储领域中占有举足轻重的地位。相比于传统的锂离子电池,非质子型Li-O2电池具有高于锂离子电池5-10倍的理论能量密度,因而被誉为未来接替锂离子电池的希望之星。然而,Li-O2电池的稳定性受制于电池工作过程中严重的副反应,尤其是电解液的降解,使该项技术无法实现真正的产业化应用。
图6. 采用光电化学方法高选择性转化甲烷制备一氧化碳
有鉴于此,王敦伟教授团队近期报道了利用光电化学的方法实现高选择性甲烷氧化的过程,并得到以一氧化碳为主的反应产物。光化学有助于在温和条件下对甲烷进行活化,该团队通过原子层沉积(atomic layer deposition)制备得到的二氧化钛作为光阳极材料,在低温下获得了高达81.9%的一氧化碳选择性。相关工作发表在ACS Cent. Sci.上(ACS Cent. Sci., 2018, 4, 631)。该工作还为未来能源领域的研究提供了新思路。