理学院学术报告——人工固氮：从催化剂创新到机理阐释，计算模拟和机器学习发挥的作用

报告题目：人工固氮:从催化剂创新到机理阐释，计算模拟和机器学习发挥的作用

报告人：杨利明 教授 华中科技大学

报告时间：2024. 11. 13（星期三）20：30

报告地点：腾讯会议：479-508-710

主办单位：88038威尼斯检测中心理学院（物理系）

报告人简介：杨利明，华中科技大学教授博导，2008年获得吉林大学博士学位(物理化学)，之后在美国、德国、挪威等多个知名研究组开展博士后和访问研究，2016年初加入华中科技大学担任课题组长，开展独立研究工作。杨利明课题组目前主要围绕AI for Science这个主题，着力解决新材料、能源、催化和可持续领域的关键问题。提出了一套普适性的三明治夹心组装新方案，能够有效地用于各种非化学计量单元的组装和稳定化。发展了逐级高通量筛选方法，能够高效地筛选出面向能源小分子催化转化的高效催化剂材料并从分子水平揭示微观反应机理。基于化学直觉、结构搜索、第一性原理计算和分子动力学模拟相结合的方法预测了一系列结构独特、性质奇异的高度稳定的新型二维纳米体系，其中2015年预测的两种二维材料Cu2Si单层和Au单层被实验成功制备出来。迄今在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等国际著名SCI刊物上发表论文100多篇，论文被引用5300多次，H因子40，获批软件著作权5项，相关研究工作被多家著名媒体(包括Chemical & Engineering News, JACS Spotlights, NSFC等)作为新闻、科研亮点、封面文章和前沿文章报道。主持国家自然科学基金面上项目3项，作为骨干成员参与国家重点研发计划2项,入选2014年Hanse-Wissenschafts-Kolleg (HWK) Fellowship, Institute for Advanced Study, Germany，2016年当选全国材料新技术发展研究会常务理事，2017年入选楚天学者，2019年入选华中卓越学者，入选2021 Emerging Investigators in Crystal Growth & Design。课题组长期招收硕士、博士和博士后，欢迎联系Lmyang@hust.edu.cn。

报告摘要：能源小分子（N2,O2,CO2, CO等）的高效转化利用对于缓解能源危机实现经济社会可持续发展具有重要意义，不仅是能源转化利用的重要方面，而且是催化科学的重要课题。稳定高效催化剂的设计开发是实现能源小分子有效利用的关键。传统的实验试错法盲目性大，成本高，周期长，见效慢，而基于高性能超算平台的计算模拟是则可以发挥很大的作用，实现催化剂的高效设计和筛选，大大降低成本，缩短周期，加快进程，并从原子分子水平上揭示能源小分子催化转化的微观机制，进一步指导催化剂的优化、改进和升级。本报告将以人工固氮为例，概要地介绍课题组近几年来在能源小分子转化的催化剂设计筛选及微观机理方面取得的一些进展，探讨存在的问题以及未来的展望。