近日，科技部公布了“催化科學(xué)”、“干細胞研究與器官修復”“物態(tài)調控”“地球系統與全球變化”和“數學(xué)和應用研究”5個(gè)重點(diǎn)專(zhuān)項2022年度項目申報指南公開(kāi)征求意見(jiàn)。在碳達峰碳中和的大背景下，眾多研究領(lǐng)域中，“催化科學(xué)”引起高度關(guān)注。

　　《“催化科學(xué)”重點(diǎn)專(zhuān)項2022年度項目申報指南（征求意見(jiàn)稿）》（簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)稿》）明確，圍繞催化基礎與前沿交叉、催化劑創(chuàng )制、催化原位動(dòng)態(tài)表征與模擬、可再生能源轉化與存儲的催化科學(xué)、化石資源轉化的催化科學(xué)、環(huán)境友好與碳循環(huán)的催化科學(xué)等6個(gè)重點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行部署，擬支持26個(gè)項目，同時(shí)擬支持20個(gè)青年科學(xué)家項目。

　　氫能是“重頭戲”

　　據了解，“催化科學(xué)”重點(diǎn)專(zhuān)項總體目標是：闡明催化反應過(guò)程中化學(xué)鍵的活化、定向構建規律和機理，發(fā)展相關(guān)理論；研制一系列高效催化劑和相關(guān)的精準催化過(guò)程，實(shí)現精細化學(xué)品和功能材料生產(chǎn)的技術(shù)突破；創(chuàng )新可再生能源催化理論和過(guò)程。通過(guò)系統任務(wù)部署，推動(dòng)我國催化科學(xué)快速發(fā)展，在若干重要方向實(shí)現引領(lǐng)；促進(jìn)高效清潔催化技術(shù)轉移轉化，為我國經(jīng)濟社會(huì )綠色和可持續發(fā)展提供科技支撐。

　　記者梳理《意見(jiàn)稿》發(fā)現，今年發(fā)布的催化科學(xué)“重頭戲”是氫能。涉及的氫能產(chǎn)業(yè)方面主要有6個(gè)，包括：電解水制氫耦合催化選擇氧化、陰離子交換膜電解水制氫研究、光電催化體系的界面精準調控與微觀(guān)機制、高效加氫處理催化材料及過(guò)程研究、低碳烴類(lèi)加/脫氫催化微區熱耦合機制研究和CO2催化加氫高效合成甲醇。以電解水制氫耦合催化選擇氧化為例，其研究?jì)热葜饕?#xff0c;針對基于可再生能源電解水制氫的陽(yáng)極析氧反應過(guò)電位高、產(chǎn)氧價(jià)值低的問(wèn)題，發(fā)展與電催化制氫相匹配的高附加值、高選擇性電催化陽(yáng)極氧化反應。通過(guò)耦合有機合成、生物質(zhì)轉化、塑料降解等反應，降低電解水過(guò)電位，提升產(chǎn)氫效率，揭示氧化反應和質(zhì)子還原反應的協(xié)同機制；匹配電解反應器中電解液、隔膜等單元，開(kāi)發(fā)完整的小試裝置。

　　等離激元首次入選

　　特別值得注意的是，《意見(jiàn)稿》首次提到“表面等離激元催化”技術(shù)。鄭州大學(xué)、東南大學(xué)、中科院微電子研究所等眾多研究團隊均在研究等離激元。例如，近日，東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院研究團隊在等離激元-半導體異質(zhì)結構光催化研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，通過(guò)系統的對比實(shí)驗揭示了等離激元三相光催化系統所包含的獨特的電子行為和光子-電子作用過(guò)程，并將其用于高效光催化。再例如，鄭州大學(xué)在等離激元光催化二氧化碳還原反應機理方面取得進(jìn)展，為高效等離激元光催化劑的設計提供了新思路。

　　記者注意到，《意見(jiàn)稿》明確，“表面等離激元催化”研究領(lǐng)域是，發(fā)展結構可控的表面等離激元催化劑，認識納米結構與光子相互作用的本質(zhì)，探索電磁場(chǎng)熱點(diǎn)的光熱和光電協(xié)同催化機理；利用時(shí)空分辨等先進(jìn)表征技術(shù)，揭示局域光場(chǎng)、電場(chǎng)、電荷富集和催化活性位點(diǎn)之間的內在聯(lián)系以及等離激元的動(dòng)態(tài)馳豫機制，提出電荷分離新策略，聚焦重要等離激元誘導的催化反應，實(shí)現高效等離激元催化體系理性設計。