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新能源學院趙學波教授領銜的氫能團隊在具有工業(yè)應用前景的丙烷氧化脫氫制丙烯高性能催化劑研究方面取得新進展，相關論文《含硼金屬有機框架化合物衍生的球形超結構氮化硼納米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在國際化學領域頂級期刊Journal of the American Chemical Society發(fā)表。我校2016級博士生曹磊、新能源學院代鵬程副教授為該論文共同第一作者，新能源學院趙學波教授、代鵬程副教授、昆士蘭大學Yusuke Yamauchi教授為共同通訊作者，中國石油大學（華東）為第一署名單位。 丙烯是極為重要的大宗化工基礎原料，后續(xù)衍生出的眾多有機化工產品在建筑、汽車、包裝紡織等領域有廣泛應用。近年來隨著丙烯下游產業(yè)規(guī)模的迅速擴張，傳統(tǒng)的丙烯來源已無法滿足市場需求，因而亟需開發(fā)新的丙烯來源。丙烷氧化脫氫制丙烯具有底物轉化率高、工藝能耗低和無積碳不易失活等優(yōu)勢，極具工業(yè)應用前景。但是由于產物丙烯容易與氧化劑發(fā)生過度氧化，降低了目標產物的選擇性，從而讓丙烷氧化脫氫工藝一直無法達到工業(yè)化的要求。因此，開發(fā)一種高效催化劑，抑制過度氧化，提升產物中丙烯的選擇性是推動丙烷氧化脫氫發(fā)展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烴選擇性最高的丙烷氧化脫氫催化劑，但是單程烯烴收率離工業(yè)化需求仍有一定差距。通過可控合成提高活性物種在氮化硼表面的含量和分散度是一種提升催化性能的有效途徑。構建分層的三維結構，尤其是基于二維氮化硼納米片為基本單元的球狀三維結構，有助于提高邊緣活性物種的含量。除豐富的邊緣活性位點外，特殊的三維球狀結構促使反應混合氣沿著球面進行有效地擴散并充分與活性位接觸，提高催化劑的催化活性。然而迄今為止，如何控制氮化硼納米片自組裝形成三維球狀超結構仍是一個充滿挑戰(zhàn)性的工作。 針對上述問題，研究人員以金屬有機框架化合物（MOFs）為前驅體，通過溶劑熱轉換的方式制備了三維球形超結構MOFs納米片（SS-MOFNSs），并進一步以SS-MOFNSs為自犧牲模板，制備了球形超結構氮化硼納米片（SS-BNNSs）催化劑。 SS-BNNSs在丙烷氧化脫氫反應中表現出了優(yōu)異的催化性能，510 ºC的操作溫度下，產物中烯烴的收率達到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），遠超商業(yè)化的氮化硼納米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面積的氮化硼纖維（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通過系統(tǒng)的表征可以發(fā)現，SS-BNNSs表面富含B-OH，讓催化劑無須活化就可以直接催化反應進行，同時特殊的結構優(yōu)勢提高了活性物種的分散度，利于反應氣與活性位點快速接觸和產物丙烯的迅速脫附，提升了產物丙烯的單程收率。SS-BNNSs自組裝的構造過程和結構優(yōu)勢帶來的性能提升拓寬了催化劑的設計思路。 該研究成果獲得審稿專家充分肯定，審稿專家一致認為該工作提出的含硼MOFs衍生三維超結構氮化硼納米片具有很好的創(chuàng)新性，其作為丙烷氧化脫氫催化劑表現出的高烯烴收率在工業(yè)應用方面具有較大潛力，為丙烷氧化脫氫催化劑的研究提供了新的參考。

熱電材料是能夠實現熱能與電能直接相互轉換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發(fā)電等方面有著廣泛的應用前景，對于提高現有能源利用率和緩解能源危機有重要作用。然而熱電材料大規(guī)模商業(yè)應用面對著成本高效率低的瓶頸，因此，開發(fā)利用原料豐富、廉價、低毒的熱電材料越來越受到研究者的關注。SnSe作為近年來熱電材料中的研究熱點，保持著目前熱電材料中最高品質因子 (ZT)的世界記錄。其優(yōu)異的熱電性能主要來源于其超高的功率因子和超低的晶格熱導率。它的低導熱性已經成功解釋（何佳清等課題組有報道），然而高的功率因子等電性能都間接地進行解釋，沒有直接和強有力的實驗證據。角分辨光電子能譜儀(ARPES)是研究其電屬性最好的實驗方法，它是一種可以直接測量單晶樣品能帶結構的高端儀器。 在本論文中，陸強聲等利用我校測試中心的ARPES儀器對無摻雜和空穴摻雜的SnSe單晶在不同溫度 (80 – 600 K)下的能帶結構作了系統(tǒng)性的測量。根據測量和數據分析的結果，他們認為該體系價帶頂的空穴有效質量比理論值要大，并且溫度越低，有效質量越大。由這一結論出發(fā)，結合簡單的單帶輸運模型，他們發(fā)現這種有效質量的異常增加可以定量解釋該體系在測量溫度下的電屬性。因此，論文為解釋硒化錫熱電材料的電學行為提供了一種新的思路。

本發(fā)明公開了一種含陽離子的釕絡合物染料及其制備的染料敏 化太陽能電池。該釕絡合物染料含有機陽離子，能改善染料敏化太陽 能電池的光電性能，具體地，能提高染料敏化太陽能電池的短路電流、 開路電壓和填充因子，從而明顯提高染料敏化太陽能電池的光電轉換 效率。

本發(fā)明公開了一種鈣鈦礦太陽能電池與超級電容器集成件及制 備方法，其包括超級電容器和兩塊鈣鈦礦太陽能電池組，超級電容器 包括表面印刷有碳電極的導電基底，導電基底夾在兩塊太陽能電池組 中間，并由固態(tài)電解質層隔離;鈣鈦礦太陽能電池組包括多個串聯(lián)的太陽能電池單元，太陽能電池單元包括導電基底、光陽極、鈣鈦礦層 和碳電極，其中，位于左端的太陽能電池單元的碳電極既作為鈣鈦礦 太陽能電池組的正極，又作為超級電容器的正極，位于右端的太陽能 電池單元的導電基底與超級電容器的導電基底相連，使光照產生的電 子傳輸于超級電容

太陽能驅動的界面蒸發(fā)是一種綠色環(huán)保、可再生、有前途的用于海水淡化和廢水凈化的新方法，可以長期且有效的解決淡水資源短缺的問題。本科技創(chuàng)新成果為一種太陽能驅動的基于納米復合光熱膜的海水淡化 / 廢水凈化裝置。通過調整納米復合光熱膜的相比例等因素，實現光熱膜的選擇與滲透率的平衡。納米復合有利于形成多層微孔結構，促使光在膜內部發(fā)生多次內反射，并可以為蒸發(fā)提供足夠的水輸運通道。納米復合光熱膜具有協(xié)同效應，既可以實現高的水蒸發(fā)速率和蒸發(fā)率，又對有機染料、鹽離子以及重金屬離子等具有高的去除率。

5月26日,由清華大學作為主要技術研發(fā)方的世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目正式投產。

能源與環(huán)境問題是目前人類面臨的兩個重大危機，也是科研工作者關注的重點領域。鈣鈦礦太陽能電池以其獨特的物理性質、醒目的光電轉化效率和良好的工業(yè)應用前景等特點，被認為是一種擁有巨大解決能源問題潛力的光伏器件。但其電池效率衰減(穩(wěn)定性)等問題是其走向工業(yè)化應用急待解決的課題。現行鈣鈦礦電池比較普遍使用的空穴傳輸材料是一種比較昂貴的螺二芴結構化合物(spiro-OMeTAD)，需要通過摻雜鋰鹽以提高電池的性能，但這同時加劇了鈣鈦礦電池的不穩(wěn)定性。所以一直以來研究人員希望尋找更加廉價和穩(wěn)定的空穴傳輸材料來替代傳統(tǒng)材料。 酞菁銅是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價小分子半導體材料。但其有機溶解性比較差，不利于廉價液相工藝規(guī)模制備光電器件。許宗祥課題組從分子設計層面出發(fā)，開發(fā)八甲基取代的酞菁銅并制備納米材料，通過酞菁納米材料與廉價商業(yè)化的高分子材料聚噻吩復合，開發(fā)出了具備更高載流子遷移速率及環(huán)境穩(wěn)定性的空穴傳輸材料，實現溶液法制備出光電轉換效率為16.61%的鈣鈦礦太陽能電池，效率高于傳統(tǒng)商業(yè)化的螺二芴結構化合物(spiro-OMeTAD)。同時器件的穩(wěn)定性大幅度提高。

何鳳課題組實現了有機太陽能電池效率和穩(wěn)定性的雙重提高。目前何鳳課題組研制的氯取代聚合物太陽能電池能量轉換效率達到11.2％，是富勒烯類有機太陽能電池體系最高效率之一。 何鳳教授介紹，氯原子具有較強的電負性和原子半徑，能夠在更大的范圍內調節(jié)分子的能級結構，提高有機太陽能電池的開路電壓和效率。同時，氯原子在外圍有空的3d軌道，可以賦予電子單元或共軛體系更強的相互作用，同時可通過這種強的分子間相互作用有效地調節(jié)材料的薄膜穩(wěn)定性，使其器件使用壽命長于其他太陽能電池。 此外，氯取代策略在合成上相對容易而且原材料價格較低，因此在工業(yè)生產過程中能夠大大節(jié)約成本，有利于太陽能電池的批量生產和商業(yè)化推廣。