走向双碳

2020年9月，我国明确提出“双碳”目标，力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，“双碳”成为国家战略。上海理工大学能源材料科学研究院特聘教授苑丁认为，当世界开始走向碳中和，意味着可再生能源将成为未来能源的消费重心，而可再生能源制氢将成为实现碳中和目标的重要新能源转化和能源革命技术，可实现真正意义上的零碳排放。

近年来，苑丁主要采用液相剥离法和自组装法等合成超薄原子级二维材料，并将其应用到电催化领域。“包括电解水制氢和燃料电池。”她说，“在所有可再生能源制氢技术中，电解水制氢相比于生物质制氢和光解水制氢具有效率高、纯度高、工艺简单等优势，将成为碳中和背景下的主导制氢方案。”

“超薄二维材料和传统二维材料有所不同？如果把二维材料比作一本书，那么超薄二维材料就是书里的一张张纸。”苑丁打比方道。她真正接触超薄二维材料，是从江苏大学硕士毕业被公派至澳大利亚格里菲斯大学攻读博士学位后。2019年，入学已满一年的苑丁面临重要的开题报告，并为之撰写一份严谨的项目计划书。认真筹算过后，她计划以此为基础，写出一篇关于超薄二维材料的综述文章，文章不仅介绍其种类、合成方法、缺陷调控手段，还对其在电池领域的应用及作用机理进行了综合分析。这是一篇3万余字的文章，耗时数月。其间，苑丁开展了大量实验，使文章更有信服力。而她也在系统性研究过程中，得到了锻炼和提升。2021年博士毕业后，机缘巧合之下，她获得了澳大利亚技术科学与工程院院士窦世学和刘化鹍的认可，前往伍伦贡大学从事博士后研究工作，开始了新的征程。

几年下来，苑丁已经熟练掌握液相剥离、自组装、软模板、拓扑化学转变等多种合成方法，可通过选择不同表面活性剂、反应温度、反应时间有效控制材料的形貌，所合成的超薄二维材料具有大的比表面积和大量表面悬挂键，为后续缺陷调控提供理想的材料模型。而在缺陷调控方面，她创新使用超声波萃取和碱刻蚀法在原子级超薄材料中成功引入了阳离子空位， 使用浸渍吸附或原位合成法对前驱体进行掺杂，组建的双缺陷协同调控模式必将导致催化新理论的提出和相关领域的研究热潮。此外，她还在原子水平上对超薄二维材料的缺陷结构和电化学性能间的关系进行分析，深入揭示了双缺陷的协同调控机制，为新型高效能量存储与转换材料的设计合成提供实验基础和理论依据。

研究渐入佳境，一个新的选择也随之而来。2022年年底，窦世学院士和刘化鹍院士正式决定回国发展。作为团队核心成员，苑丁于2023年正式加盟上海理工大学。

“学校为团队提供了足够的场地、投入了大量资金，用来支持能源科学研究院的基础设施搭建和人才培养。”苑丁表示，她所在的小团队主要围绕电催化开展工作。两年来，她入选了中国科协青年人才托举工程、上海市领军人才（海外）、上海理工大学沪江领军人才等，并以核心成员身份参与国家自然科学基金委外国资深专家团队试点项目1项。

苑丁团队极为重视氢能的发展潜力，近些年主要精力集中在电解海水制氢上。“氢能源需求高，但水资源短缺，利用海水是一个非常好的方法。”不仅如此，从电解液研究中寻求突破，也是团队关注的重点。

“窦世学和刘化鹍两位老师曾表示，拼搏奋斗是他们人生最大的快乐。他们回国希望完成人生最后一个目标，即培养和引进碳中和领域的专业技术人才，助力国家碳达峰碳中和目标的实现及新能源领域世界重要人才中心和创新高地的建设。作为团队的一分子，我也希望能跟随两位老师为这份事业尽绵薄之力。”苑丁说。