10月13日,皇家墨尔本理工大学马天翼教授在能源材料会议室作题为“二氧化碳捕集与转化”的专题学术报告。李慧博士作题为“纳米材料在能源环境方面的应用”的学术报告。本次活动聚焦碳减排技术前沿,吸引了多位科研骨干与研究生积极参与。
马天翼教授在报告中系统阐述了碳捕集与利用(CCU)技术的发展现状,重点分析了液相胺捕集-电解平台的创新价值。他指出,传统二氧化碳电化学还原过程依赖高能耗解吸与高纯度二氧化碳原料,严重制约技术推广。开发无需中间释放步骤的一步法捕集-转化技术,成为突破工业应用瓶颈的关键,在实现净零排放目标中具有广阔前景。
在成果展示环节,马天翼教授详细介绍了其团队在集成化碳转化系统的突破性研究:构建了胺捕集-电解协同平台,可直接将含杂质的真实烟气转化为具有附加值的C1与C2产物,形成现有胺吸收装置的即插即用模块;通过协同优化催化剂结构、界面特性及电解质环境,实现了对一氧化碳、甲酸盐和乙烯的高选择性调控,并保持对工业烟气杂质的良好耐受性。研究通过原位光谱与理论计算揭示了胺–催化剂–二氧化碳三相界面在推动高效转化中的关键作用。与传统CCU技术路线相比,该平台可降低约60%的能耗与高达70%的资本成本,同时省去昂贵的二氧化碳纯化环节。近期进展还包括开发适用于连续流反应的高活性金属–氮–碳框架与双金属界面催化剂,并开展了与可再生能源结合的中试规模示范。这一“捕集–转化”一体化技术有效解决了CCU价值链中的关键瓶颈,为工业碳管理提供了可规模化、经济可行的技术路径。

李慧博士在报告中系统介绍了纳米材料在能源与环境领域的创新应用与前沿进展。重点阐述了纳米结构催化剂在清洁能源转化(如燃料电池、光解水制氢)中的关键作用,及其在环境污染治理(如高效吸附、催化降解污染物)方面的突破性技术。报告还探讨了纳米材料设计中的构效关系与规模化制备挑战,并展望了该技术在推动碳中和与可持续发展目标下的未来研究方向与产业化潜力。
报告结束后,与会师生围绕催化剂长期稳定性、系统能效优化、反应器放大策略、燃料电池、光解水制氢等关键问题与马天翼教授和李慧博士展开深入交流。马教授结合其在能源材料与化工过程的跨学科研究经验,提出了具有实践意义的解决方案,为实验室相关方向的研究提供了新思路。
此次学术交流深化了实验室科研人员与国际前沿团队在碳中和技术领域的联动,对推动低碳能源与化工学科的交叉融合具有重要意义,也为师生拓展学术视野、提升科研创新能力搭建了高水平的交流平台。


马天翼,皇家墨尔本理工大学杰出教授,澳大利亚研究委员会未来学者,英国皇家化学会会士,科睿唯安全球高被引学者。他担任澳大利亚研究委员会智能能源工业转型中心(E2Crop)主任,以及原子材料与纳米制造中心(CAN)科研主任。其国际学术地位体现在在顶级期刊发表超过500篇论文,H指数为106,被引次数超过45,000次。他的研究获得了国际权威专家和机构的高度认可,并荣获2024年澳大利亚总理科学奖-马尔科姆·麦金托什物理科学年度奖、澳大利亚科学院Le Févre奖章、以及英国皇家化学会Horizon奖等。