澳大利亚阿德莱德大学郑尧教授谈电炼化：从原理到实际应用

电炼化是一种以电力为能源的炼油技术，也称为电化学炼油。它利用电化学反应的原理，通过在电解槽中加入原料和电解质，在电流的作用下将原料转化为所需的产品。电炼化技术主要应用于石油化工领域，可以用于生产乙烯、丙烯、苯、甲苯等重要化学品。与传统的石油炼制技术相比，电炼化技术具有能源消耗低、排放少、产品质量高等优点。近年来，随着新能源技术的不断发展，电炼化技术也逐渐受到越来越多的关注，产生了很多新的应用场景。

为进一步交流电炼化领域的前沿进展，1月3日，澳大利亚阿德莱德大学化学工程与先进材料系郑尧教授应邀来到聊城大学化学化工学院，举办主题为《电炼化—从原理，催化剂，到实际应用》的学术报告会，分别介绍了电炼化在电解水制氢、二氧化碳还原、氮气还原、碳氢化合物氧化还原领域的最新进展。本次报告会前期由张宪玺院长主持，李海波副院长结合会议交流情况进行总结，学院部分老师和研究生参加了交流研讨。

报告中，郑尧教授用“牛”、“鬼”、“蛇”、“神”四个字分别概括了四类小分子的活化。它们分别对应：水分子的重要性、二氧化碳还原的挑战、尿素氧化的挑战以及烃类氧化/氢化，并举例进行讲解。

在电解水的研究中，郑尧教授特别指出未来氢能源的消费需要大量的水，直接电解淡水制氢远远不能满足需要，用海水直接电解制氢具有重要的意义。其课题组开发了新颖的Ni-Fe基催化剂，在直接电解海水中表现出优异的性能，研究结果发表在国际著名刊物Angew. Chem. Int. Ed.上。

在产业化方面，郑尧介绍该领域目前已经完成千瓦级的电解装置，十千瓦、百千瓦和兆瓦级的电解装置将在两三年内陆续投产。该项技术从实验室走向市场的进程正在逐步加快。

电化学反应过程和相应的电催化剂在能源转化过程中占有重要地位。郑尧教授课题组还采用理论计算和实验相结合的手段设计并开发出的一系列高催化活性的纳米电催化剂，用于催化关键的电炼化反应。在该系列研究中，通过原位光谱测量、材料物理化学表征、电化学反应速率测量和DFT吸附能计算相结合的手段来揭示这些电化学反应的本质以及相应的催化剂的活性起源。相关结果发表在J. Am. Chem. Soc., Nat. Energy, Nat. Commun. 等国际著名期刊上。

学术报告结束后，郑尧教授与在场师生进行了深入的探讨交流，对大家提出的问题进行了详细地解答。郑尧教授的报告内容和研究方法给现场师生拓宽了科研学术视野，带来很大的启发。大家被郑尧教授取得的优异成果所鼓舞，纷纷表示向郑尧老师学习，加强交流与合作！

郑尧在澳大利亚昆士兰大学获得博士学位，现为阿德莱德大学化学工程与先进材料系正教授。其研究聚焦于通过电化学实验与理论计算和原位光谱结合的手段理解电炼化过程中的一些关键反应，包括催化原理的理解和高效催化剂的开发。发表论文180余篇，引用次数40000次，h指数为82。郑尧博士承担澳大利亚研究理事会(ARC)的研究经费超过700万澳元，是科睿唯安化学领域的全球高被引科学家(2019-2023)。