2020年，我國提出“碳達峰、碳中和”目標，將我國的綠色發(fā)展之路提升到新的高度。發(fā)展變革性低碳綠色技術是我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要手段。國務院辦公廳、工信部、科技部、發(fā)改委、能源局等部委相繼頒布了多項能源相關政策和指導意見，以促進能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，指出加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系，促進能源高質(zhì)量發(fā)展和經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。湖南省和長沙市緊隨國家戰(zhàn)略決策，發(fā)布了與綠色催化技術、先進儲能材料產(chǎn)業(yè)等相關的系列文件，全面發(fā)展低碳綠色技術，著力推進先進儲能材料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展。

長沙學院材料與環(huán)境工程學院是“材料與化工”碩士專業(yè)學位建設點的主要支撐單位，材料科學與工程學科入選湖南省“雙一流”應用特色學科，排名全國前13%，功能材料專業(yè)入選國家一流本科專業(yè)建設點。學院打造了光催化工程技術湖南省高?？萍紕?chuàng)新團隊等2個省市科研團隊，搭建了環(huán)境光催化應用技術湖南省重點實驗室、環(huán)境與能源光催化湖南省“2011”協(xié)同創(chuàng)新中心等3個科研平臺，擁有場發(fā)射掃描電鏡、X射線衍射儀等大型儀器設備32臺套。面向我省新材料、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，致力于新型催化材料、先進儲能材料等的開發(fā)及其在環(huán)境和能源領域的應用推廣。

今天，讓我們走進材料與環(huán)境工程學院，近距離接觸這些老師與學生。

(資料圖片)

問：馮文輝老師，您好！您目前主要的研究方向是什么？

答：近些年，我一直從事光催化和壓電催化材料的開發(fā)與應用研究。

問：能簡單介紹一下什么是光催化和壓電催化嗎？

答：光催化和壓電催化是兩種新型綠色的能量轉(zhuǎn)化技術，都是利用催化劑材料，將清潔可再生的太陽能或機械能轉(zhuǎn)化為高能量密度的化學能的過程。

問：光催化和壓電催化技術的主要優(yōu)勢在哪？又有哪些應用前景呢？

答：光催化和壓電催化過程，最大的優(yōu)勢是綠色、溫和、節(jié)能。眾所周知，太陽能是一種可再生能源，它是地球生命的能量源頭；而機械能也是普遍存在于人類生存環(huán)境中又一豐富且穩(wěn)定的能源。光催化和壓電催化技術正是利用這兩種清潔可再生能源，來解決一些環(huán)境與能源方面的問題。兩種技術均在環(huán)境修復、分解水制氫、有機物轉(zhuǎn)化、CO2還原和生物醫(yī)用等領域展現(xiàn)出巨大的潛力。以氫能源生產(chǎn)為例，目前工業(yè)上最常用的制氫技術是蒸汽重整法，該方法是利用天然氣、石油等碳氫化合物與水蒸氣在高溫高壓下反應，產(chǎn)生氫氣。該過程往往是需要消耗大量化石燃料，并伴隨溫室氣體和有毒有害氣體的產(chǎn)生。而光/壓電催化分解水制氫方法，則可以在常溫常壓下，直接利用光能或機械能將水分解成氫氣和氧氣。

問：在這些潛在的應用領域，您目前重點關注哪方面的研究呢？

答：我們知道，分解水制氫和CO2還原轉(zhuǎn)化為碳基化學品或高附加值燃料分別是開發(fā)氫能源和促進碳循環(huán)的有效策略，也是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標的兩個重要途徑。目前，我主要對接新材料、節(jié)能環(huán)保和新能源等湖南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點方向。重點開發(fā)兼具光激發(fā)性和壓電特性的新型高效能源轉(zhuǎn)換材料，采用壓電場耦合方法突破單一光催化技術瓶頸，構筑“自動力”光電催化體系。在光能和機械能的共同激勵下，實現(xiàn)分解水制氫和CO2還原的高效轉(zhuǎn)化。嘗試為清潔能源生產(chǎn)和CO2捕集轉(zhuǎn)化提供新的綠色技術，也為可再生能源的綜合利用以及H2O和CO2的高效資源化提供了新的途徑。

“雙碳”戰(zhàn)略引導下，能源體系正在加速變革。近些年，隨著我國新能源行業(yè)的發(fā)展，電池行業(yè)也迎來了大發(fā)展。先進儲能材料產(chǎn)業(yè)也成為發(fā)展新能源汽車和能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略性、基礎性產(chǎn)業(yè)。

而隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，全國各地形成“鋰電熱”，廣東、江蘇、福建、湖北、江西、山東、云南、四川等省份紛紛布局先進儲能及電池產(chǎn)業(yè)，群雄逐鹿，爭做“鋰電第一省”，一場電池行業(yè)的“盛宴”似乎已經(jīng)來臨。在這場“盛宴”背后，我們長沙學院材料學院有些什么舉措呢？

長沙學院材料與環(huán)境工程學院與長遠鋰科、中偉、德賽、中鋰、邦普、雅城等鋰電池及相關材料企業(yè)，進行科研和實訓的深入合作，邀請企業(yè)專家進課堂、共同修訂人才培養(yǎng)方案。產(chǎn)生了包括合作申請專利、共同開發(fā)產(chǎn)品、合作申報科技獎勵、共同承擔科技項目等顯著的成果。學院堅持“產(chǎn)出導向”和“能力本位”教育理念，探索與實踐“一主線雙驅(qū)動四融合”人才培養(yǎng)模式，致力于培養(yǎng)具有家國情懷、跨界能力、創(chuàng)新思維和工匠精神的“新材料人”。

材料與環(huán)境工程學院秉承“力學篤行”校訓，緊扣國家“雙一流”建設和學?！叭睉?zhàn)略實施機遇，面向地方新材料產(chǎn)業(yè)的人才與技術需求，堅持立德樹人，堅定內(nèi)涵發(fā)展，堅守開拓創(chuàng)新，以教育教學為中心、以學科建設為抓手，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，不斷強化服務社會能力，努力將學院建設成為特色鮮明、在國內(nèi)具有重要社會影響力的一流材料類學院。

策劃：徐遠超 胡晴

本期指導：鐘繼軍 陳晗 劉敏

特邀嘉賓：馮文輝

本期執(zhí)行：董牮 胡晴 邱訪蓉 蘇芊玥

本期文案：胡晴 劉敏 劉鈺清

攝像剪輯：龍力

特邀參與：李佳琰 蔣杰圻

聯(lián)合出品：長沙學院 新湖南·湘學頻道

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