2021年4月15日，车辆与运载学院第254期学术沙龙在清华大学汽车研究所301成功举办，北京大学博雅特聘教授郭少军教授受邀参加此次沙龙，做题为“燃料电池与氢能关键催化材料”的学术报告。

郭少军教授从国家能源格局与需求的讲起，随后引出提升能源催化效率这一核心问题，继而分别介绍了实验室团队在催化材料方面的研究成果。郭老师介绍说：“从我国现有的能源格局来看，化石燃料仍占据着主要比例，高达87%；其余的非化石燃料，也就是新能源，占比比较低。在“碳中和”的大背景下，发展发展以新能源为能源来源的新能源电池，即燃料电池，是国家重大战略需求。国家中长期发展纲要、 “十三五” 国家科技创新规划等10余个文件也提出将新能源材料与电池器件作为重点任务。”

郭少军介绍，目前燃料电池领域研究的重点，可以分为两个方面：氢气清洁制备与氢气高效利用。前者通常指利用可再生能源，通过光/电解水制氢，后者则是指燃料电池技术。光/电化学清洁制氢是最理想的方式，解决原始传统化石燃料重整制氢可能带来的温室效应。然而，清洁制氢工程实际应用中存在着催化材料制氢催化活性低、稳定性差的问题。燃料电池依旧如此，高效稳定的催化剂材料作为燃料电池核心技术，是我国面临的35个卡脖子技术之一。郭少军总结：归纳催化最本质的问题，是解决氧气、氢气以及水三者之间活化的问题，也由此引出活性提升的策略。

现有关于活性提升的策略主要分为两大类，一是改善催化剂几何结构，二是改善电子结构。几何结构改性中又包括纳米原子结构、超薄结构以及多孔结构；电子结构改性则是包括合金、晶面以及缺陷方面。大量的研究已经表明，表界面电子结构调控与优化是提升能源催化的关键。而后郭老师围绕电子结构的调控开展了三个方面的交流，分别是关于电催化、光催化以及电化学催化材料的研究。

在电催化制氢关键材料方面，低成本材料几何结构和电子结构的协同调控对于提升电催化制氢至关重要；单原子化是一种有效调控光催化材料电子结构的新策略则是在光催化制氢的创新发现；在电化学催化材料方面的研究则是发现了应变是一种非常有效调控催化材料电子结构的新策略，并且缺陷化和单原子化可有效调控电催化材料电子结构。

本次学术沙龙活动由车辆学院张剑波老师主持，线上线下吸引了100余名师生前来参加。参会师生随后就催化剂可能的最高效率、多种效应耦合调控等方面与郭老师进行了进一步的交流，郭老师结合个人丰厚的学识与研究经验对上述问题进行了详细的解答。

【郭少军简介】

郭少军，现为北京大学博雅特聘教授，国家杰出青年基金获得者，英国皇家化学学会会士。本科毕业于吉林大学，博士毕业于中科院应化所，导师为汪尔康院士。曾在美国布朗大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室（奥本海默学者）从事研究工作，入选海外高层次青年人才。后入职北京大学，先后历任预聘副教授、长聘副教授、长聘教授、博雅特聘教授。郭少军长期从事燃料电池、氢能与储能电池关键材料与器件研究。获首届科学探索奖、中国青年科技奖、茅以升北京青年科技奖和中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖。以通讯作者在Nature、Science和Nat. Rev. Mater.等高水平期刊（IF大于10）发表学术论文150余篇。所发论文被引4.3万余次，h指数110，连续七年入选“全球高被引科学家”榜单，入选“世界Top 2%科学家”榜单（所有学科世界排名24297，斯坦福大学），连续入选爱思唯尔中国高被引学者。曾作为科学家代表参加习近平总书记主持召开的科学家座谈会、国务院新闻办举行的科学家代表与中外记者见面会。任Chem. Commun.、Sci. Bull.、Sci. China Mater.等10余种国际/国内期刊的（顾问）编委。受邀成为VinFuture Prize、Japanese Prize及Xplorer奖的提名专家。