课程大纲

课程大纲

人工光合作用与太阳能转换

课程编码:200700M05003H 英文名称:Artificial Photosynthesis and Solar Energy Conversion 课时:33 学分:2.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:张铁锐等

教学目的要求
本课程为化学和材料学科各专业硕士生的专业普及课,主要授课对象是有机化学、材料化学、应用化学、化学工程、材料工程专业的学生。通过本课程的学习,了解能源和环境领域的新兴技术和前沿,掌握太阳能光-电和光-化学转换中的基本原理、光物理和光化学过程、有机和无机光电功能材料及其在太阳能转换中的应用。

预修课程
有机光化学,半导体物理

大纲内容
第一章 人工光合作用与太阳能转换概述 3学时
第1节 人工光合作用与太阳能转换概述
第二章 太阳能光-化学能转换
第1节 光催化产氢 9学时
第2节 光催化水氧化 6学时
第3节 光催化二氧化碳还原 9学时
第4节 光催化固氮反应 6学时

参考书
1、 Principles of Molecular Photochemistry: An Introduction Nicholas J. Turro 2008 Published by University Science Books

课程教师信息
首席教授 张铁锐,中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师。中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室主任。吉林大学化学学士(1994-1998),吉林大学有机化学博士(1998-2003)。之后,在德国(2003-2004)、加拿大(2004-2005)和美国(2005-2009)进行博士后研究。2009年底受聘为中国科学院理化技术研究所研究员。主要从事能量转换纳米催化材料方面的研究,在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem.、JACS等期刊上发表SCI论文200余篇,被引用15000多次,H指数64,入选2018、2019科睿唯安“全球高被引科学家”榜单;授权国家发明专利27项,在国际会议上做特邀报告30余次。2017年当选英国皇家化学会会士。曾获国家基金委“杰青”、英国皇家学会高级牛顿学者、德国“洪堡”学者基金等资助、以及Nano Research Young Innovators Award in NanoEnergy 2019和太阳能光化学与光催化领域优秀青年奖等奖项。兼任Science Bulletin副主编以及Advanced Energy Materials、Scientific Reports、Materials Chemistry Frontiers、ChemPhysChem、Solar RRL、Carbon Energy、Innovation等期刊编委。现任中国材料研究学会青年工作委员会-常委,中国感光学会青年工作委员会-主任,中国化学会青年工作者委员会-委员等学术职务。

吴骊珠,博士,研究员,博士生导师,中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究中心主任,科技委委员,中科院院士。主要研究领域为:(1)太阳能的光化学转换:特别研究利用太阳能光催化制氢、制氧和二氧化碳还原;(2)光化学合成与技术:利用光化学反应洁净、节约、节能的特点,开发重要精细化学品的光化学反应和技术,发展高效、高选择性、环境友好的光化学合成新策略;(3)重要的光物理和光化学过程:利用稳态和时间分辨的技术,研究激发态涉及的基本化学和物理过程─光诱导电子转移、能量传递、辐射跃迁和无辐射跃迁以及化学转换的机制、效率和动态学,为实现高效光化学转换提供依据。2005年获得国家自然科学二等奖1项(第二完成人)。2007年荣获“第十届中国青年科技奖”,2009年荣获“第三届中国科学院十大杰出妇女”,2010年荣获“第七届中国青年女科学家”奖,2011年荣获“中国科学院朱李月华优秀教师奖”,2013年荣获“中国化学会-物理有机化学奖”,2016年荣获“第三届中国化学会-赢创化学创新奖”,2017年荣获“中国科学院优秀导师奖”,2017年当选为英国皇家化学会会士。

陈勇,研究员,博士生导师。2002年毕业于西南师范大学化学化工学院,获理学学士学位,2007在中国科学院理化技术研究所获有机化学专业博士学位,2007年至2011年在香港大学化学系支志明院士研究组从事博士后研究,2011年回中国科学院理化技术研究所工作。目前承担多项国家自然基金委、中科院战略先导专项、裘搓基金等研究课题和子课题。主要从事金属配合物超分子自组装以及太阳能光电化学转换研究,已发表包括Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Chem. Sci., Chem. Commun.在内的学术论文70余篇,研究结果曾被Nature China以研究亮点报道。研究方向:1)光/电催化反应:包括光/电催化分解水产氢和产氧、二氧化碳还原、固氮反应和光/电催化有机反应; 2)功能金属配合物:包括金属配合物光物理和光化学、金属配合物超分子自组装。