Advanced Energy Materials:连接电/光催化计算与实验的二维材料

能源转化催化剂对绿色可持续发展至关重要。由于二维材料相对于三维体相具有许多本征优势,随着二维材料制备与表征的日趋成熟,二维材料在催化领域大有可为。此外,二维材料也是研究最为广泛的计算模型,方便将计算预测与实验结果结合起来互相验证,推动催化剂的开发转入“计算预测,实验验证”的新模式,弥补传统试错法高耗时的缺点。

郑州大学/南开大学周震教授团队最近在Advanced Energy Materials发表了 题为“2D Materials Bridging Experiments and Computations for Electro/Photocatalysis” 的综述。该综述总结了利用计算和实验相结合研究二维催化剂的结构及稳定性、电子结构、有效质量、载流子迁移率、光吸收等各种性质,并且介绍了如何结合计算与实验方法评估二维电/光催化剂的催化性能,包括反应自由能及反应能垒。此外,还介绍了催化剂的描述符以及如何利用描述符合理设计高效电/光催化剂。然而,由于实际催化反应体系的复杂性,更加准确详细的模拟真实反应条件、紧密结合实验仍具一定挑战。希望未来计算与实验能够进一步结合,创新研究范式,并促进催化剂的创新发展。

上述工作得到了国家自然科学基金重点项目(21933006)、重大研究计划培育项目(91845112)和中国博士后基金面上项目(2019M660055)的资助。

该综述发表在Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.202003841)上。

作者简介:

张旭南开大学材料科学与工程学院助理研究员。博士期间师从周震教授。主要研究方向为高通量计算与机器学习。已发表论文20余篇,被引2300余次。

周震,郑州大学特聘教授;南开大学教授、博士生导师。英国皇家化学会会士(FRSC)。研究方向为新能源科学与工程。已发表论文300余篇,被引26000余次,h因子92。2018-2020年连续三年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。