通知公告
2023年度重慶市科學技術獎申報公示
時間：2024-02-07編輯：
依據《重慶市科學技術獎勵辦法》以及《關于2023年度重慶市科學技術獎提名工作的通知》相關文件的要求，對2023年度重慶市科學技術獎申報項目進行公示，公示時間2024年2月7日至2024年2月13日。
一、項目名稱
硫族化合物熱電性能協(xié)同調控機理
二、主要完成人
韓廣、王國玉、盧旭、周小元
三、主要完成單位及提名等級
1.重慶大學
2.中國科學院重慶綠色智能技術研究院
提名自然科學獎二等獎
提名單位：重慶市教育委員會
四、項目簡介
熱電材料可實現(xiàn)熱能與電能之間的直接轉換，有效提高低品位熱能的利用率，是一種實現(xiàn)能源可持續(xù)產生、助力節(jié)能減排的綠色能源技術。高熱電性能需要材料同時具備高電導率、高塞貝克系數及低熱導率，如何協(xié)同調控材料的電熱輸運性能是熱電研究中的核心科學問題。硫族化合物擁有合適的帶隙及較低的成本，是熱電研究的主要材料體系。本項目針對電熱輸運性能協(xié)同調控的核心科學問題開展研究，開發(fā)了多種具有本征低晶格熱導率的硫族化合物熱電材料，并通過固溶/摻雜、熵工程、構建多尺度微結構等策略實現(xiàn)材料熱電性能的顯著提升，取得了系列原創(chuàng)性研究成果。主要發(fā)現(xiàn)點有：
1.開發(fā)了Ag8SnS6、Ag8GeSe6、SnSb2Te4、InTe等多種具備本征低晶格熱導率的硫族化合物材料。闡明了這些材料中基于孤對電子的低晶格熱導率機制，并通過固溶、摻雜等手段調節(jié)其載流子濃度及輸運機制，最終協(xié)同調控了材料的電熱輸運性能。相關成果被美國藝術與科學院（AAAS）院士P. C. Canfield大篇幅引用（Inorg. Chem. 2021, 60, 19345）。
2.發(fā)現(xiàn)了構型熵在調節(jié)晶體結構和熱電性能中的關鍵作用，在AgBiSe2體系中采用優(yōu)化構型熵的方法，在整個溫區(qū)實現(xiàn)了立方氯化鈉相的穩(wěn)定性和熱電性能的同時提升；在多個IV-VI族和I-V-VI族合金高熵固溶體系中，發(fā)現(xiàn)了固溶元素電負性對載流子遷移率的影響，并提出以電負性差異篩選固溶元素的方案。相關成果被南方科技大學何佳清教授正面評價“熵工程是調控晶格熱導率的有效方案”（Nat. Commun. 2021, 12, 3234）。
3.發(fā)現(xiàn)多尺度微結構對硫族化合物熱電輸運性質的協(xié)同調控作用。發(fā)展了快速非平衡制備技術，可控構筑了“晶界-位錯-點缺陷-第二相”的多尺度微結構，實現(xiàn)寬頻率聲子散射，將多種硫族化合物晶格熱導率降至其理論最低值，結合摻雜、納米第二相復合對電輸運的調控，開發(fā)了電熱輸運協(xié)同優(yōu)化的硫族熱電材料。韓國浦項科技大學Unyong Jeong教授（J. Mater. Chem. C副編輯）在Chem. Rev. 2023, 123, 3329中把SnSe/rGO復合材料作為熱電復合材料實例之一。
本項目成果促進了熱電能源轉換技術的發(fā)展，推動了電熱輸運協(xié)同調控策略在硫族化合物熱電材料中的應用，具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。本項目成果在Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等期刊發(fā)表文章超過50篇。成果完成人分別獲國家杰青（周小元）、國家青年拔尖人才（盧旭）、中科院百人計劃（王國玉）、重慶市杰青（王國玉）、重慶英才 青年拔尖人才項目（韓廣）等人才稱號，周小元和王國玉獲評為2018英國皇家化學會（RSC）能源與可持續(xù)類期刊Top 1%高被引中國作者，周小元和韓廣獲評為2021 RSC材料類期刊Top 1%高被引中國作者。完成人還分別受邀在美國材料大會（MRS）、歐洲材料大會（EMRS）、國際熱電大會（ICT）、環(huán)太平洋陶瓷會（PICC15）等重要國際學術會議上做大會及分會特邀報告。
五、主要完成人情況表
第一完成人姓名：韓廣； 技術職稱：教授；完成單位：重慶大學；工作單位：重慶大學。對項目的貢獻：在項目中負責研究思路的整體把握及協(xié)調：參與整個項目的兩個發(fā)現(xiàn)點（本征低熱導率、多尺度微結構），是代表性著作2、3的通訊作者。曾獲2022年重慶英才 青年拔尖人才項目支持。
第二完成人姓名：王國玉；技術職稱：教授；完成單位：中國科學院重慶綠色智能技術研究院；工作單位：中國科學院重慶綠色智能技術研究院。對項目的貢獻：參與整個項目的三個發(fā)現(xiàn)點（本征低熱導率、構型熵、多尺度微結構），是代表性著作4的通訊作者。曾獲2013年中科院百人計劃資助、2019年重慶市杰出青年項目資助。
第三完成人姓名：盧旭；技術職稱：教授；完成單位：重慶大學；工作單位：重慶大學。對項目的貢獻：參與整個項目的三個發(fā)現(xiàn)點（本征低熱導率、構型熵、多尺度微結構），是代表性著作1的通訊作者。曾獲2022年國家青年拔尖人才項目資助。
第四完成人姓名：周小元；技術職稱：教授；完成單位：重慶大學；工作單位：重慶大學。對項目的貢獻：參與整個項目的三個發(fā)現(xiàn)點（本征低熱導率、構型熵、多尺度微結構），是5篇代表性著作的通訊作者，曾獲2018年度國際熱電學會青年科學家獎，2018年度高層次留學人才回國資助，2021年國家杰出青年項目支持。
六、代表性成果目錄
1.Entropy Engineered Cubic n-Type AgBiSe2 Alloy with High Thermoelectric Performance in Fully Extended Operating Temperature Range, H. Zhu, T. Zhao, B. Zhang, Z. An, S. Mao, G. Wang, X. Han, X. Lu*, J. Zhang*, X. Zhou*, Advanced Energy Materials, 2021, 11, 2003304.
2.Melt-Spun Sn1-x-ySbxMnyTe with Unique Multiscale Microstructures Approaching Exceptional Average Thermoelectric zT, X. Yan+, S. Zheng+, Z. Zhou, H. Wu, B. Zhang, Y. Huang, X. Lu, G. Han*, G. Wang, X. Zhou*, Nano Energy, 2021, 84, 105879.
3.Facile In Situ Solution Synthesis of SnSe/rGO Nanocomposites with Enhanced Thermoelectric Performance, L. Huang, J. Lu, D. Ma, C. Ma, B. Zhang, H. Wang, G. Wang, D.H. Gregory, X. Zhou*, G. Han*, Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 1394.
4.High Thermoelectric Performance in Sulfide-Type Argyrodites Compound Ag8Sn(S1-xSex)6 Enabled by Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Extended Cubic Phase Regime, X. Shen, Y.Xia, C. Yang, Z. Zhang, S. Li, Y. Tung, A. Benton, X. Zhang, X. Lu, G. Wang*, J. He*, X. Zhou*, Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2000526.
5.Strong Lattice Anharmonicity Securing Intrinsically Low Lattice Thermal Conductivity and High Performance Thermoelectric SnSb2Te4 via Se Alloying, H. Wu, X. Lu, G. Wang, K. Peng, B. Zhang, Y. Chen, X. Gong, X. Tang, X. Zhang, Z. Feng, G. Han, Y. Zhang, X. Zhou*, Nano Energy, 2020, 76, 105084.
本材料公示期內（2024年2月7日至2024年2月13日），任何單位或個人對公示項目的創(chuàng)造性、先進性、適用性及推薦材料的真實性和項目主要完成單位持有異議的，可以書面形式向科技處提出，并提供必要的證明材料。為便于核實查證，確保實事求是、客觀公正地處理異議，提出異議的單位或者個人應當表明真實身份，并提供聯(lián)系方式。凡匿名異議和超出期限的異議，不予受理。
特此公示。
聯(lián)系單位：中國科學院重慶綠色智能技術研究院科技處
通訊地址：重慶市北碚區(qū)方正大道266號
聯(lián)系電話：023-65935678
聯(lián) 系 人：孫萌
中國科學院重慶綠色智能技術研究院科技處
2024年2月7日
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