報告題目：人工固氮:從催化劑創新到機理闡釋，計算模擬和機器學習發揮的作用

報告人：楊利明 教授 華中科技大學

報告時間：2024. 11. 13（星期三）20：30

報告地點：騰訊會議：479-508-710

主辦單位：西華大學理學院（物理系）

報告人簡介：楊利明，華中科技大學教授博導，2008年獲得吉林大學博士學位(物理化學)，之后在美國、德國、挪威等多個知名研究組開展博士后和訪問研究，2016年初加入華中科技大學擔任課題組長，開展獨立研究工作。楊利明課題組目前主要圍繞AI for Science這個主題，著力解決新材料、能源、催化和可持續領域的關鍵問題。提出了一套普適性的三明治夾心組裝新方案，能夠有效地用于各種非化學計量單元的組裝和穩定化。發展了逐級高通量篩選方法，能夠高效地篩選出面向能源小分子催化轉化的高效催化劑材料并從分子水平揭示微觀反應機理。基于化學直覺、結構搜索、第一性原理計算和分子動力學模擬相結合的方法預測了一系列結構獨特、性質奇異的高度穩定的新型二維納米體系，其中2015年預測的兩種二維材料Cu2Si單層和Au單層被實驗成功制備出來。迄今在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等國際著名SCI刊物上發表論文100多篇，論文被引用5300多次，H因子40，獲批軟件著作權5項，相關研究工作被多家著名媒體(包括Chemical & Engineering News, JACS Spotlights, NSFC等)作為新聞、科研亮點、封面文章和前沿文章報道。主持國家自然科學基金面上項目3項，作為骨干成員參與國家重點研發計劃2項,入選2014年Hanse-Wissenschafts-Kolleg (HWK) Fellowship, Institute for Advanced Study, Germany，2016年當選全國材料新技術發展研究會常務理事，2017年入選楚天學者，2019年入選華中卓越學者，入選2021 Emerging Investigators in Crystal Growth & Design。課題組長期招收碩士、博士和博士后，歡迎聯系Lmyang@hust.edu.cn。

報告摘要：能源小分子（N2,O2,CO2, CO等）的高效轉化利用對于緩解能源危機實現經濟社會可持續發展具有重要意義，不僅是能源轉化利用的重要方面，而且是催化科學的重要課題。穩定高效催化劑的設計開發是實現能源小分子有效利用的關鍵。傳統的實驗試錯法盲目性大，成本高，周期長，見效慢，而基于高性能超算平臺的計算模擬是則可以發揮很大的作用，實現催化劑的高效設計和篩選，大大降低成本，縮短周期，加快進程，并從原子分子水平上揭示能源小分子催化轉化的微觀機制，進一步指導催化劑的優化、改進和升級。本報告將以人工固氮為例，概要地介紹課題組近幾年來在能源小分子轉化的催化劑設計篩選及微觀機理方面取得的一些進展，探討存在的問題以及未來的展望。