（苏州大学）

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报告摘要：

“碳中和”是我国明确的战略需求，也是世界范围内的热点和难点问题，电化学是实现“碳中和”的关键技术。但是由于电化学反应环境的复杂性，并且多场耦合。现有实验方法，无法精确解析材料的微观结构、反应分子机制以及结构和性能的构效关系。基于量子化学计算的多尺度模拟方法，为上述研究提供了一种新的解决方案。在本报告中，报告人将汇报近年来针对上述问题，发展的几种电化学模拟关键技术，包括巨正则电子化学势系综（用于模拟电压）[1]、基于反应力场的机器学习催化预测模型（用于预测催化剂性能）[2]、量子力学与反应力成耦合的HAIRs模拟方法（用于模拟电池界面反应）[3]。以及这些方法在两类电化学反应中的应用：1. 二氧化碳电还原的反应机理研究和催化材料设计[4]； 2. 电池固体电解质界面的初始反应和动态演化模拟[5]。上述研究，为以“碳利用”为目标的二氧化碳电还原和“碳减排”为目标的高能量密度电池的开发，提供了理论基础。

References：

[1] Cheng T,  Wang L, Boris MV, Goddard WA*. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7787-7790.

[2] Cheng T, Xiao H, Goddard WA*. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 11642-11645.

[3] Liu Y, Yu PP, Wu Y, Yang H, Miao X, Huai LY, Goddard WA*, Cheng T*. J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 1300-1306.

[4] Cheng T, Fortunelli A, Goddard WA*. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019, 116, 7718-7722.

[5] Liu Y, Yu PP, Sun QT, Wu Y, Xie M, Yang H, Cheng T*, Goddard WA. ACS Energy Lett. 2021, 6, 2320-2327.

个人简介:

程涛，2007年至2012年于上海交通大学获得学士、硕士和博士学位，合作导师为孙淮教授。2012年至2015年在美国加州理工学院从事博士后研究，合作导师为William A Goddard III教授（美国科学院院士、国际量子分子科学院院士）。2015年至2018年在美国光合成联合研究中心（加州理工分部）任研究科学家。2018年11月加入苏州大学功能纳米与软物质研究院，被聘为教授。近五年来，主要从事理论化学与能源催化交叉领域的理论研究，即开发理论模拟计算方法并将其应用于能源相关的重要电化学反应，其中包括反应机理研究、材料性质预测和先进功能材料的设计。主要研究领域为：二氧化碳电还原和高能量密度电池的多尺度理论模拟。迄今为止共发表SCI论文90余篇，引用4000余次。部分文章发表在Science，Nat. Cata.，Nat. Chem.，Proc. Natl. Acad. Sci. USA，J. Am. Chem. Soc.，Energy Environ. Sci.等。目前主持国家自然科学基金面上项目（1项）、青年项目（1项）、江苏省自然科学基金（1项）、江苏省“特聘教授”、以及江苏省“六大人才高峰”等科研项目。

邀请人：王雪锋（82649632，wxf@iphy.ac.cn）