组成材料中的元素构成和分子结构

合成高效的铜基催化剂

让二氧化碳转化为更多

甲烷、乙烯、乙醇……

这是先进材料实验室2018级直博生

彭陈的研究方向之一

18篇SCI、3项专利、多次学术报告

上海市优秀毕业生、国家奖学金、

校优秀学生干部……

凭借卓越的科研能力

彭陈获得第十四届

“学术之星”特等奖

给地球降温

用二氧化碳制取化工原料

2018年，彭陈从武汉理工大学本科毕业，来到复旦大学先进材料实验室直接攻读博士学位。

在武汉理工大学求学期间，彭陈的主要研究方向是二次电池(包括锂、钠和镁离子电池)的储能材料的设计、合成、性能及机理研究。期间，他发表了5篇SCI论文，申请了4项中国发明专利，其中 3 项已获授权。

本科期间的成绩让彭陈积累了对科研的信心。带着对探索未知的浓厚兴趣，博士期间，彭陈进入到郑耿锋老师的课题组，选择了全新的研究方向——“电催化CO2还原”。

“这个方向对机理的研究更为深入，并且契合国家发展战略，研究的前景也更为广阔。”谈及自己的选择，彭陈如是说。

工业革命以来，人类对化石能源的大量使用造成碳循环失衡，引发温室效应等严重的气候变化。“电催化CO2还原”是解决这一困境的有效途径之一。目前，电催化CO2还原制取甲烷、乙烯、乙醇和正丙醇等深度还原产物的活性和选择性还有待进一步提高。

彭陈的研究专注于设计和合成高效的催化剂，从而实现高活性和高选择性的、更节能地将CO2转化为深度还原产物。在以往的研究中，乙醇报道的分电流密度一般低于200毫安每平方厘米，而彭陈研究制备了表面Cl（氯）阴离子和Cs（铯）阳离子共修饰的Cu（铜）(200)纳米晶，实现了安培级的乙醇分电流密度，在前人的研究基础上提高了一个数量级，是目前电催化CO2还原制取乙醇中报道的最高值之一。

这一研究“负碳为宝”，具有社会效益和经济效益双丰收的前景。彭陈认为，“电能和CO2的转化效率仍有较大提升空间，相关的研究还有很大的进步空间”。未来，他希望继续深耕电催化领域，做出更好的研究。

“磨”是他成为科研达人的秘籍

科研成就的背后是旁人未曾了解过的付出。本科毕业之后，抱着提前适应新环境和熟悉新方向的想法，彭陈早在6月底就提前来到复旦参与科研。复旦浓厚的学习氛围带给他很大的触动，“周围不少同学都在实验室待到晚上十一二点，连吃饭和洗澡间隙都在讨论学术问题”。他也暗下决心，珍惜读博期间的时光，争取在学术上有所收获。

入学后，彭陈快速投入到实验当中，选择将MoS2（二硫化钼）催化剂作为研究对象。然而，研究期间，他提前检测了气体产物，导致检测H2（氢气）的法拉第效率检测数值过低，极大高估了催化剂CO2还原的性能。直到3个月后的一次组会中，在师兄的提醒和重复验证后，他才意识到自己检测方法中的问题，也认识到自己对MoS2催化剂的研究没有可行性，并及时放弃，寻找新的研究课题。

彭陈的另一篇论文，是关于KCuF3钙钛矿电化学重构得到表面F-K化学键修饰的Cu（111）纳米晶催化剂高选择将CO2还原至乙醇产物的研究。在向材料领域顶级期刊Advanced Materials投稿的过程中，就经历了三轮审稿，期间一个理论计算领域的审稿人提出了非常严谨的问题，要求模拟计算过程中水的形态必须是液态水和多层水，而不能是简化的结晶态的水和单层水。为回答审稿人的问题，他和合作者通过调用多个计算机的服务器核心和大量机时，在近三个月时间补充了相关计算，得到期刊编辑的肯定，最后文章在投稿后4个月被正式接收。

在这个反复的投稿、改稿和等待结果的过程中，彭陈十分感谢导师郑耿锋的指导和支持。“郑老师教会我：对课题的设计之初应该具有较高的原创性；做研究的过程要更严谨和高效，少走不必要的弯路；撰写学术论文时应该主线明确并突出，语言精简、逻辑性强；投稿和修稿过程中应保持耐心和平和的心态。”

“维持身体健康，是我们做好科研的基础条件。”彭陈坦言，自己做实验时太过用功，在测试仪器状态比较好时，会实验到凌晨四五点。他犹记得，博士二年级时，为了赶一个课题，他连续多天熬夜“泡”在实验室，受了风寒，不得不去医院打了三天点滴。看着一滴一滴缓慢掉下的药水，他很心疼“浪费”在医院的时间，也意识到身体才是革命的本钱。自那以后，彭陈就开始至少每周一到两次的身体锻炼，发现自己的科研效率并没有降低，反而从长期看，自己完成的工作量比之前增加不少。

踏上科研路的彭陈，在一次次的过关斩将中，一步步地提升自己，在化学和材料领域的顶级杂志Chem，Nature Communications和Advanced Materials上以第一作者发表4篇文章。博士期间，他共发表了18篇SCI论文（以第一作者身份发表论文9篇，其中含2篇共一）。

“科研贵在坚持。如果你在科研的中途选择放弃，那么最后就是无疾而终。”正是坚持，使他一步步从本科走到博士，开辟出了自己的学术研究道路，指引他此后的博士后科研生涯。

组稿 | 校融媒体中心

文字 | 邓晨菲

图片 | 受访者提供

责编 | 章佩林

编辑 | 徐佳徽