“催化科學”意見稿

　　近日，科技部公布了“催化科學”、“干細胞研究與器官修復”“物態調控”“地球系統與全球變化”和“數學和應用研究”5個重點專項2022年度項目申報指南公開征求意見。在碳達峰碳中和的大背景下，眾多研究領域中，“催化科學”引起高度關注。

　　《“催化科學”重點專項2022年度項目申報指南（征求意見稿）》（簡稱《意見稿》）明確，圍繞催化基礎與前沿交叉、催化劑創制、催化原位動態表征與模擬、可再生能源轉化與存儲的催化科學、化石資源轉化的催化科學、環境友好與碳循環的催化科學等6個重點任務進行部署，擬支持26個項目，同時擬支持20個青年科學家項目。

　　氫能是“重頭戲”

　　據了解，“催化科學”重點專項總體目標是：闡明催化反應過程中化學鍵的活化、定向構建規律和機理，發展相關理論；研制一系列高效催化劑和相關的精準催化過程，實現精細化學品和功能材料生產的技術突破；創新可再生能源催化理論和過程。通過系統任務部署，推動我國催化科學快速發展，在若干重要方向實現引領；促進高效清潔催化技術轉移轉化，為我國經濟社會綠色和可持續發展提供科技支撐。

　　記者梳理《意見稿》發現，今年發布的催化科學“重頭戲”是氫能。涉及的氫能產業方面主要有6個，包括：電解水制氫耦合催化選擇氧化、陰離子交換膜電解水制氫研究、光電催化體系的界面精準調控與微觀機制、高效加氫處理催化材料及過程研究、低碳烴類加/脫氫催化微區熱耦合機制研究和CO2催化加氫高效合成甲醇。以電解水制氫耦合催化選擇氧化為例，其研究內容主要是，針對基于可再生能源電解水制氫的陽極析氧反應過電位高、產氧價值低的問題，發展與電催化制氫相匹配的高附加值、高選擇性電催化陽極氧化反應。通過耦合有機合成、生物質轉化、塑料降解等反應，降低電解水過電位，提升產氫效率，揭示氧化反應和質子還原反應的協同機制；匹配電解反應器中電解液、隔膜等單元，開發完整的小試裝置。

　　等離激元首次入選

　　特別值得注意的是，《意見稿》首次提到“表面等離激元催化”技術。鄭州大學、東南大學、中科院微電子研究所等眾多研究團隊均在研究等離激元。例如，近日，東南大學電子科學與工程學院研究團隊在等離激元-半導體異質結構光催化研究領域取得重要進展，通過系統的對比實驗揭示了等離激元三相光催化系統所包含的獨特的電子行為和光子-電子作用過程，并將其用于高效光催化。再例如，鄭州大學在等離激元光催化二氧化碳還原反應機理方面取得進展，為高效等離激元光催化劑的設計提供了新思路。

　　記者注意到，《意見稿》明確，“表面等離激元催化”研究領域是，發展結構可控的表面等離激元催化劑，認識納米結構與光子相互作用的本質，探索電磁場熱點的光熱和光電協同催化機理；利用時空分辨等先進表征技術，揭示局域光場、電場、電荷富集和催化活性位點之間的內在聯系以及等離激元的動態馳豫機制，提出電荷分離新策略，聚焦重要等離激元誘導的催化反應，實現高效等離激元催化體系理性設計。