根据《重庆市科学技术奖励办法》及《重庆市科学技术奖励办法实施细则》的有关规定，现将我校皮明雨、张丁可老师参与申报重庆市科技奖的内容进行公示，公示材料附后。公示期：2024年2月11日至2024年2月18日。任何单位或个人对申报项目持有异议的，应当在公示时间内以真实身份书面向重庆师范大学科研处提出,并提供必要的证明材料和有效联系方式。
特此公示！
联系人：李秉祥
联系电话：023-65362357
邮箱：503540047@qq.com
重庆师范大学科研处
2024年2月11日
提名2023年度重庆市科学技术奖项目公示内容
一、项目名称
金属磷化物水分解制氢电极的电子结构调控及界面改性
提名者
重庆市教育委员会
提名等级
自然科学奖一等奖
项目简介
本项目属材料、物理和化学交叉学科。
“氢能源”被誉为人类的“终极能源”，通过分解水获得氢被视为氢能源转化关系中至关重要的步骤。从电荷的转移及析氢反应中的物理基础来看，增加表面活性位点、降低析氢反应能垒及优化其催化动力学过程、开发新型非贵金属催化材料及器件技术是实现突破性发展的基本途径和必然趋势，其中关键问题是如何在低维结构上实现电荷的高效传输和转移、析氢反应的持续进行及氢气泡的及时析出？围绕上述问题，在国家自然基金及重庆市自然基金等的资助下，该项目从基本理论、电极结构设计与制备、新材料器件的开拓与应用等方面进行了系统性研究，提出了高磷化与掺杂结合改性电子结构的新思路、物相控制合成及调控的新技术、微纳表面超浸润化处理的新方法，实现了过渡金属磷化物电催化产氢性能的大幅提高，为寻求电解水制氢的节能新途径提出有效的理论基础和实验依据。主要科学发现包括：
提出了高磷化及多离子协调掺杂改性电子结构的思路，发展了真空封管高温高压固相合成法，建立了湿化学合成与后磷化处理结合的途径，实现了对过渡金属高磷化物的可控生长及多金属离子协调掺杂，为精确调控过渡金属磷化物的电子能带结构提供了新方法。
提出了复合物相中两相交界处晶格畸变调控电子结构的观点，发展了物相调控改性电子结构的理论，掌握了精准控制二磷化钨不同物相比例(单斜α-WP2，正交β-WP2)的合成技术，解决了单一物相材料的催化活性低的问题，为通过物相调控电子结构改善析氢反应动力学过程从而提升催化活性提供了新思路。
发展了过渡金属磷化物纳米阵列的自支撑电极制备方法，克服了颗粒催化剂脱落和传导电子受阻的问题，掌握了制备超浸润结构化电极的制备方法，实现了在高电流下析氢性能优于商用铂碳电极。
项目发表SCI论文70余篇，共被SCI他引2100余次，其中5篇代表作被引用469次，他引462次，篇均被引频次92.4，被Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Nano Energy, Applied Catalysis B-Environmental; Acs. Nano, Materials Today Energy 正面引用评价。申请发明专利5项/获批1项；技术成果“过渡金属多磷化物三维多孔纳米结构产氢电极”被商业转化。获邀国内外学术会议汇报10余次，获第三届国际电化学会议（3rd International Conference on Electrochemistry）1小时专题特邀报告。受到国内外同行广泛关注和高度评价，对于开发新型廉价析氢电极具有重要意义，对于国家和重庆市大力发展氢能源产业具有重要科学价值。项目执行期间，第一完成人入选重庆市“巴渝学者”特聘教授、爱思唯尔中国高被引学者；项目成员获得5人次国家研究生奖，1人获重庆市优秀毕业研究生。
五、代表性论文专著目录
序号 |
论文、专著名称/刊名/作者 |
影响 因子 |
年卷页码 （xx 年xx 卷-xx 页） |
发表时间 年 月 日 |
是否国内完成 |
通讯作者 |
第一作者 |
SCI 他引次数 |
他引总次数 |
1 |
Mn-doped NiP2 nanosheets as an efficient electrocatalyst for enhanced hydrogen evolution reaction at all pH values/Journal of Power Sources/Xiaodeng Wang, Hongpeng Zhou, Dingke Zhang*, Mingyu Pi, Jiajia Feng, Shijian Chen* |
9.2 |
2018年387卷 1-8页 |
2018年5月31日 |
是 |
陈世建 |
王小登 |
118 |
125 |
2 |
Three-dimensional porous structural MoP2 nanoparticles as a novel and superior catalyst for electrochemical hydrogen evolution/Journal of Power Sources/Tianli Wu, Mingyu Pi, Dingke Zhang, Shijian Chen* |
9.2 |
2016年328卷551-557页 |
2016年10月1日 |
是 |
陈世建 |
吴天利 |
85 |
85 |
3 |
Phase-controlled synthesis of polymorphic tungsten diphosphide with hybridization of monoclinic and orthorhombic phases as a novel electrocatalyst for efficient hydrogen evolution/Journal of Power Sources/Mingyu Pi, Tianli Wu, Weimeng Guo, Xiaodeng Wang, Dingke Zhang, Shuxia Wang, Shijian Chen* |
9.2 |
2017年349卷138-143页 |
2017年5月1日 |
是 |
陈世建 |
皮明雨 |
24 |
24 |
4 |
Three-dimensional metal–organic framework derived porous CoP3 concave polyhedrons as superior bifunctional electrocatalysts for the evolution of hydrogen and oxygen/Physical Chemistry Chemical Physics/Tianli Wu, Mingyu Pi, Xiaodeng Wang, Dingke Zhang* and Shijian Chen* |
3.3 |
2017年19卷2104-2110页 |
2017年1月21日 |
是 |
陈世建 |
吴天利 |
115 |
115 |
5 |
3D structured porous CoP3 nanoneedle arrays as an efficient bifunctional electrocatalyst for the evolution reaction of hydrogen and oxygen/Journal of Materials Chemistry A/Tianli Wu, Mingyu Pi, Dingke Zhang, Shijian Chen* |
11.9 |
2016年4卷14539-14544页 |
2016年8月1日 |
是 |
陈世建 |
吴天利 |
120 |
120 |
六、主要完成人（完成单位）
陈世建：第一完成人，教授，工作单位：重庆大学，完成单位：重庆大学。在项目中负责研究思路的总体把握，研究方案与技术路线的制定，以及协调项目的顺利完成。在该项目研究中投入的工作量占本人总工作量的80%。对本项目主要创造性贡献包括：提出了高磷化及多离子协调掺杂改性催化剂电子结构的思路；提出了复合物相中两相交界处晶格畸变调控电子结构的观点，发展了物相调控改性电子结构的理论; 提出了三维自支撑原位生长纳米阵列电极的思路解决了颗粒催化剂脱落和传导电子受阻的问题；创新性提出了构造超浸润结构化电极表面加速了气泡的脱落的研究思路。曾联合获得2015国家自然科学二等奖和2006高等学校自然科学一等奖。
张丁可：第二完成人，教授，工作单位：重庆师范大学，完成单位：重庆师范大学。在项目中负责协助研究总体方案与技术路线的制定与实施，主要负责项目研究中理论计算与分析、电极材料的制备及电极超浸润表面设计的工作。在该项目研究中投入的工作量占本人总工作量的70%。对本项目主要创造性贡献包括：设计了超浸润电极表面的制备思路和表面气泡析出动力学研究；建立了内视法和外视法相结合的微尺度气/液/固三相界面研究的方法和体系。重庆市五一劳动奖章获得者;曾获2017年重庆市自然科学三等奖（第一完成人），曾获重庆产学研合作创新成果奖一等奖。
皮明雨：第三完成人，讲师，工作单位：重庆师范大学，完成单位：重庆师范大学。在项目中主要负责实验方案设计和实施以及数据分析的工作。在该项目研究中投入的工作量占本人总工作量的80%。对本项目主要创造性贡献包括：利用高磷化思路和低维纳米阵列化策略制备三维自支撑磷化物；发展了真空封管高温高压固相合成法，掌握了精准控制二磷化钨不同物相比例的合成技术；提出了物相对磷化物电子能带结构的调控；利用不同物相界面处晶格畸变调控电子结构，优化析氢反应动力学，提升催化活性。曾获2017年博士国家奖学金、2018年重庆市优秀毕业研究生。
王小登：第四完成人，讲师，工作单位：重庆文理学院，完成单位：重庆文理学院。在项目中主要负责多离子协调掺杂调控催化剂性能和稳定性的实验研究和理论计算。在该项目研究中投入的工作量占本人总工作量的80%。对本项目主要创造性贡献包括：提出了多离子协调掺杂改变电子结构思路，采用掺杂策略改进催化剂固有性能；研究掺杂对电极表面亲水性的影响，探究催化剂在大电流下稳定性和活性提升的原因；结合理论计算与同步辐射测试技术揭示了电子结构的改变与催化活性之间的内在物理机制。
七、主要完成单位
重庆大学，重庆师范大学，重庆文理学院
