Active Sites for Electrochemical Oxygen Reduction and Evolution Reactions: A DFT Perspective

曾振华博士

美国普渡大学

简介：

    曾振华博士是普渡大学(Purdue U)化学系和化工学院研究助理教授。本科(2003)和硕士(2006)毕业于湖南大学，博士(2010) 毕业于中国科学院大连化学物理研究所。先后在丹麦技术大学、美国阿贡国家实验室和普渡大学进行氢燃料电池和电解水中电催化机理、电催化剂表面与界面特性的第一性原理研究。研究获得了美国能源部、通用汽车、3M、丰田和本田的资助。取得了一系列创新性的研究成果，在Science、Nature、 Nature Energy、Nature Catalysis, Nature Communications, Science Advances, JACS, Angewandte Chemie, PNAS等国际著名学术刊物上发表60多篇论文，论文被引用8000多次。获得美国电化学会-丰田2019青年科学家奖。

摘要：

    曾振华博士的研究遵从两大理念:

(1) 索而不仿 (Seek not to imitate the masters; Seek what they sought),

(2) 简而不过 (Everything should be made as simple as possible, but no simpler).

    曾振华博士的研究愿景是催化剂的精确计算设计,研究目标是推动对真实电化学界面的自洽模拟和基础理解。为阐明其研究策略，曾博士将通过两个具有代表性的例了进行说明。

    第一部分聚焦于氧还原反应（ORR）在Pt单晶面上的活性位点这一经典问题。尽管该体系已被研究数十年，曾博士引入德国哲学家莱布尼茨“世上没有两片完全相同的树叶”的思想，提出“没有两个活性完全相同的反应位点”这一新命题。在此哲学框架下，他揭示了这些位点呈现出类似“悬索桥”的构型特征，并进一步追溯其本质来源：由表面应力释放所诱导的非均匀应变场。

    第二部分聚焦于镍基催化剂在电化学氧析出反应（OER）工况下的自洽模拟。研究内容涵盖：工况下的活性相与原子结构、表面稳态构型、反应机制与活性位点的识别，以及与实验结果的交叉验证。在活性相结构方面，他将填补该领域长达半个世纪的知识空白；在表面构型方面，他将回应“工况条件下是否存在配位不饱和位点”这一关键概念性问题；同时还将揭示反应机制的协同性及活性位点的动态演化过程。

曾博士期望，这一研究策略不仅能够提供理解催化活性本质的新视角，也将推动多相催化剂的预测性计算设计迈向更高精度。

报告时间：2025年7月8日9:00

报告地点：五室三楼会议室