破解储氢材料难题・氨的催化合成与分解 —陈萍研究员

華人化学家

本文作者:石油醚

《探索化学化工未来世界——值得为之付出一生》是化学化工领域的专家学者为青年学生专门编写的一套科普书，展示了当今世界最前沿的化学化工科技成果。化学和化学工程在人类社会中一直起着重要作用，也对人类生活产生了重要影响。此书有一个章节是《电力银行》，让电随时可充可放。然而除了电能之外，还有风能、太阳能以及氢能等众多的能源。如果我们能开发“氢能银行”，岂不又是一种新的变革？氢是一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体，然而，氢能的大规模利用需要解决以下 3 个问题:氢的制取、储运和应用，而氢能的储运则是氢能应用的关键。半个多世纪以来，众多的科研工作者致力于新型储氢材料的研发以攻克氢能储运方面的难题。

合成氨又有怎样的意义呢？可以说这是人类首次彻底地采用化学合成的方式对自然界的氮循环进行干预，人类由此在自然循环中依靠自己的努力成为了类似造物主的角色，改变了过去靠天吃饭的状况。而合成氨亦是催化研究中的领头羊式反应。本期Chem-Station的小编将带大家走近在储氢材料、氨的催化合成与分解领域做出突出贡献的女科学家—陈萍研究员。

以下是陈萍研究员的专访内容：

1.是什么样的机缘让您选择了化学（科学）研究？

我对化学的喜爱很大部分原因归功于初/高中两位化学老师精彩生动的授课和他们对我的鼓励。是他们让我感受到了化学反应的奇妙，这促使我对化学产生了强烈的兴趣。进入研究阶段后，化学知识逐渐从书本中走了出来，具有了生命力。科研工作者的每一个重要发现和深入认识都会对这个古老学科带来新的生长点。这使我再次感受到化学的力量。

2.如果不从事化学（科学），还有什么想做的？为什么？

没有认真考虑过这个问题，从事化学研究对我来说是自然而然的事。不过在初中时受中国女排的影响，特别喜欢打排球，梦想过成为排球女将。可惜身高不太够。

中国女排（里约奥运会夺冠阵容）（图来自网络）

3.现在在做哪方面的研究？另外，准备在这块如何展开？

我们的研究一直围绕着碱（土）金属氢化物与H₂, N₂, NH₃等小分子的反应。这类氢化物反应性高，在化学合成、催化、储能等方面表现出特殊的性质。我们尤其关注其在合成氨和储氢这两方面的应用。比如，我们的研究发现LiH可以与绝大部分3d过渡金属产生协同作用，产生异乎寻常的催化合成氨活性。

研究方向（图来自陈萍研究员的课题组主页）

4.请告诉我们对您人生影响最大的一个人是谁？为什么？

在科学研究方面对我影响最大的人是蔡启瑞先生。在我做研究生时蔡先生已近80岁高龄了。那时候我们常常能从实验室的窗口看到蔡先生提着包徐徐向化学楼走来，听到他与老师、学生们进行长时间的课题探讨。这些点滴逐渐汇成了一股力量，影响我至今。上世纪80年代蔡先生对固氮研究进行了倡导与推动，我投身于合成氨催化的研究也是一种传承吧。

蔡启瑞先生（图来自网络）

5.如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话，您最希望是谁？为什么？

这个问题挺有意思。我想到的场景倒不是共进晚餐，而是跟随在老子的身边游历，他对自然的感悟对我很有启发。自然在变化，人类的角色也在变化。

老子（图来自网络）

6.您平时喜欢吃什么？（如果是菜肴的话在哪里吃的最好吃？）

每次旅行到一个新地方，尝尝当地的食物是一件很有趣的事。在印度Jalgaon的一顿晚餐令我印象较深，非常美味。东南亚和南亚的食物比较合我的胃口。

7. 自我评价一下自己最大的优点和最头疼的缺点是什么？

我对知识或信息的接受能力一般，会产生选择性的屏蔽：常常忘记一些见过、听过或读过的人或事，这使我有些疏离于社交活动，但这也让我拥有了一定的专注度和想象力。

8.如果现在突然您意外得到一周的假期，您会用它来干什么？

一周的时间太少，最好是一个月或是更长一些。当下的科研工作中来自外界的压力、诱惑或干扰有些多，这使人疲劳。所以很期待一个较长的假期，用于旅行和冥想。

9.就您目前对您领域的了解，还有哪些瓶颈没有解决，希望您可以提出瓶颈的问题？

温和条件下氨的高效合成，这是一个世纪课题。

氢能利用中的一个技术瓶颈是储氢。常温、常压下在凝聚态物质中可逆、快速储放大量的氢气是研究了半个多世纪的课题。

10.在您领域目前最大的突破或者能在未来获得诺贝尔化学奖的成果是？

光/电驱动的N₂+H₂O高效合成氨是个亟需突破的课题。这将对目前的合成氨工业带来变革。

11.下一次您推荐我们采访谁。（此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家）。

复旦大学的徐昕教授，从事理论化学研究的著名学者，对大数据、机器学习等方面有观点。

笔者后记

当提到大连化学物理研究所时，我们可能会想到张存浩院士、李灿院士、包信合院士、刘中民院士等众多的大佬，但是大化所还拥有一批优秀的科学家，比如陈萍研究员。初次认识陈老师是在2019年8月在上海科技大学举办的“中国化学会第十一届全国有机化学学术会议”一个名为“美丽女化学家 ”专题论坛。陈老师给我第一个印象是，智慧与美貌并存的科学家。当我将邀请的邮件发给陈老师半个月后，有点担心石沉大海，在5月29日早上收到陈老师邮件，感觉就是一种惊喜。打开专访的附件，内容非常精彩，陈老师给我们分享了自己的家见解和认识。后面我还推荐朋友去陈老师那里，由于联系较晚和名额的问题，最终没能去成。最后祝陈老师在储氢材料和氨的催化合成与分解方面做出更加突出的成果。