近日,北京大学深圳研究生院环境与能源学院周鹏助理教授主持申报的“光生电荷介导的低温水裂解制氢材料及其原位氢氧分离膜反应器研究”项目,经过多轮严格评审,成功获批科技部国家重点研发计划“催化科学”青年科学家项目。该项目的获批,标志着我院在绿色能源与催化科学这一国家战略前沿领域的基础研究中取得了重要进展,青年科研人才的创新活力与潜力得以通过国家科技计划项目的实施释放。
瞄准氢能瓶颈,挑战“绿色制氢”核心难题
氢能被誉为21世纪的“终极能源”,发展高效、低碳、低成本的制氢技术是实现国家“双碳”战略目标的关键环节。当前,绝大多数氢气来自化石能源重整,过程中伴随大量碳排放。而太阳热催化水分解技术,旨在利用太阳能等可再生能源产生的热量,直接驱动水分子分解产生高纯度的绿色氢气,是实现从“灰氢”、“蓝氢”向“绿氢”转变的理想路径之一。
然而,该技术面临的核心挑战在于如何通过高效、稳定的催化剂,在相对温和的条件下大幅提升水分解反应的效率与速率,并实现与间歇性太阳能热源的高效耦合。这正是周鹏助理教授项目旨在攻克的核心科学瓶颈。

项目前瞻:从材料设计到系统创新的全链条研究
据悉,周鹏助理教授领衔的项目将立足于催化科学前沿,聚焦于开发新一代高效太阳能水分解制氢催化材料。项目将结合多尺度理论模拟(第一性原理计算、分子动力学) 与先进的材料制备技术(如高温脉冲法、气相沉积法),理性设计并可控合成具有高氧空位浓度、优异离子迁移率和出色热稳定性的催化剂。
研究团队将深入探究催化剂在高温循环反应中的活性位点演化规律与失活机理,旨在从原子层面揭示水分解反应的动力学历程。在此基础上,项目还将推动 “材料-反应器-系统”的协同设计与集成,开发与新型催化剂相匹配的高效太阳能热化学反应器,为实现规模化、连续化的绿色制氢提供从基础理论到技术原型的有力支撑。
青年科学家挑大梁,彰显我院青年科技人才队伍建设效能与强劲的科研创新活力
国家重点研发计划由原来的国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)等整合而成,重点资助事关国计民生的重大社会公益性研究,事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题,按照重点专项、项目分层次管理。其中,重点专项聚焦国家重大战略任务,可从基础研究、技术创新到成果转化、应用示范进行全链条创新设计、一体化组织实施,可根据需要下设一定数量的课题。
为给青年科研人员创造更多机会,“十四五”以来,在前期试点基础上,根据领域和专项特点,国家重点研发计划采取专设青年科学家项目或项目下专设青年科学家课题等多种方式。青年科学家项目是国家重点研发计划的重要组成部分,旨在培养基础研究领域的青年人才,对潜心研究的优秀青年人才开辟特殊支持渠道,鼓励大胆探索更具创新性和颠覆性的新方法、新路径,力争培养一批未来在国际前沿领域具有影响力的领军人才。
我院持续深耕青年学术人才引育,积极为青年学者创造潜心钻研、挑战前沿、注重交叉的科研环境。此次国家重点研发计划青年科学家项目项目(我院第二个此类项目,首个项目为2022年获批)的获批,是我院在高水平科研队伍建设与交叉学科学术布局上取得的阶段性进展,必将进一步推动我院在新能源、新材料领域的学科发展,为服务国家能源安全与可持续发展战略贡献“北大深研院力量”。