孙立成

男， 西湖大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1980.09-1984.07， 大连理工大学化学工程专业，学士
1984.09-1987.07， 大连理工大学精细化工专业，硕士
1987.09-1990.07， 大连理工大学精细化工专业，博士
1990.08-1992.04， 中科院原感光化学研究所，助理研究员
1992.05-1993.04， 德国马普辐射化学研究所，博士后
1993.05-1995.02， 德国柏林自由大学，洪堡学者博士后
1995.03-1999.08， 瑞典皇家工学院，助理教授
1999.09-2004.09， 瑞典斯德哥尔摩大学，副教授
2004.10-至今， 瑞典皇家工学院讲席教授
2001.09-至今， 大连理工大学特聘兼职教授
2020.04-至今， 西湖大学讲席教授

研究领域和兴趣

人工光合作用领域

主要业绩

寻求绿色可再生能源成为摆在世界各国面前的重大战略性研究课题。解决方案之一是高效利用太阳能，将地球上最丰富的水资源和温室气体CO2转换为清洁能源，即人工光合作用，其关键科学问题之一在于制备高效水氧化催化剂。孙立成教授在高效水氧化分子催化剂设计合成、氧-氧键形成机理、光解水制氢功能器件设计与制备等方面取得了令国际同行瞩目的研究成果。在Science、Nature Chem.、JACS、Angew. Chem.等期刊上发表SCI论文及述评600余篇，他引41000余次，H-指数为98。
主要学术成果概述如下：
1、研制出高效水氧化分子催化剂，提出O-O键形成机理
孙立成团队研制的目前世界领先的水氧化分子催化剂Ru-(bda)，其催化效率可与天然光合作用水氧化中心相媲美 (Nature Chem. 2012, 4, 418)，被认为是人工光合作用领域的重大突破，西方许多媒体对此进行了采访报道（Science Daily, April 12, 2012; The Berkeley Energy Review, June 10, 2012）。成功分离出七配位催化剂晶体结构 (JACS 2009, 131, 10397)，提出了水氧化过程中O-O键形成新机理即通过自由基耦合方式进行。制备出一类含NiV双金属氢氧化物 (Nature Commun. 2016, 7, 11981)及含有NiFeCu三金属树枝状核壳结构催化剂(Nature Commun. 2018, 9, 381)，是目前报道的过电位最低的水氧化电催化剂之一。
2、创制出系列高效制氢催化剂，丰富了H-H键形成的催化理论
孙立成团队提出将FeFe-氢化酶活性中心模型化合物作为催化剂与光敏剂耦合实现光驱动产氢设想 (Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3285)，为后来国内外同行制备高效光驱动放氢体系打下了坚实基础。他还制备出一系列含第一过渡态金属氧化物的纳米材料催化剂 (J. Mater. Chem. A. 2017, 5, 7564)，其电催化水还原制氢过电位低、稳定性好。
3、提出了高效水分解功能器件的设计理念与制备方法
通过将水氧化分子催化剂与光敏剂同时固定在纳米二氧化钛颗粒表面成功制备出一系列光阳极，无需添加牺牲试剂实现了首个毫安级光驱动放氧功能器件 (JACS 2013, 135, 4219)。率先将水还原分子催化剂与光敏剂固定在p型半导体纳米氧化镍颗粒表面，实现了光驱动水还原制氢器件化 (Energy Environ. Sci. 2015, 8, 760)，并制备出光阳极耦合光阴极的功能器件，在无偏压条件下实现了光驱动水全分解 (JACS 2015, 137, 9153；Joule 2018, 2, 36)。
4、发展了染料敏化及钙钛矿太阳能电池关键材料的结构设计理论及合成方法
孙立成教授提出了一类D-π-A染料分子的新颖设计方法，被国际同行广泛采纳 (Chem. Commun. 2006, 21, 2245)。他还提出了专门针对敏化p型半导体材料的有机染料分子结构设计概念 (JACS 2008, 130, 8570)，为制备叠层太阳能电池及光驱动质子/CO2还原光阴极的设计奠定了基础。他及合作者应邀在Chem. Rev. (2010, 110, 6595) 上发表的关于染料敏化太阳能电池的综述，单篇他引达6000余次，在国际同行内产生重大影响。他设计合成了一系列用于钙钛矿太阳能电池的新型有机空穴传输材料 (Chem. 2017, 2, 676; JACS 2020, 142, 17681)，合成简单成本低，可取代价格昂贵的Spiro-OMeTAD，部分材料已商业化生产，使这类太阳能电池的大规模应用向前迈进了一步。

孙立成教授在太阳能转换领域的一系列工作得到了世界同行的高度关注，应邀在Science (2015, 348, 635)、Nature Chem. (2015, 7, 684) 等期刊上发表评述，对该领域关键科学问题行了深度解读、剖析和展望。曾应邀担任该领域国际顶级学术会议—美国“高登会议”主席，国际会议邀请报告120余次。全球“高被引科学家(Clarivate Highly Cited Researcher)”。德国Wiley 期刊ChemSusChem编委会主席、荷兰Elsevier 期刊Journal of Energy Chemistry副主编。曾获瑞典皇家科学院沃尔玛克奖、国际先进材料协会智能能源技术奖、欧洲化学会士（Chemistry Europe Fellow）、中华人民共和国国际科技合作奖等国际奖项及学术荣誉。2017年当选瑞典皇家工学院院士，2019年当选中国科学院外籍院士。

代表成果

1. Z. Yao, F. Zhang, Y. Guo, H. Wu, L. He, Z. Liu, B. Cai, Y. Guo, C. Brett, Y. Li, C. Srambickal, X. Yang, G. Chen, J. Widengren, D. Liu, J. Gardner, L. Kloo, L. Sun,* Conformational and Compositional Tuning of Phenanthrocarbazole-Based Dopant-Free Hole-Transport Polymers Boosting the Performance of Perovskite Solar Cells”，J. Am. Chem. Soc., 142(41) (2020), DOI: 10.1021/jacs.0c08352.
2. W. Li, F. Li, H. Yang, X. Wu, P. Zhang, Y. Shan, L. Sun,* A Bio-inspired Coordination Polymer as Outstanding Water Oxidation Catalyst via Second Coordination Sphere Engineering, Nature Commun., 10 (2019), DOI: 10.1038/s41467-019-13052-1.
3. B. Zhang, L. Sun,* Ru-bda: Unique Molecular Water-Oxidation Catalysts with Distortion Induced Open Site and Negatively Charged Ligands, J. Am. Chem. Soc., 141(14) (2019), DOI: 10.1021/jacs.8b12862.
4. F. Zhang, Z. Yao, Y. Guo, Y. Li, J. Begstrand, C. Brett, B. Cai, A. Hajian, Y. Guo, X. Yang, J. Gardner, J. Widengren, S. Roth, L. Kloo, L. Sun,* Polymeric, Cost-Effective, Dopant-Free Hole Transport Materials for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells, J. Am. Chem. Soc., 141(50) (2019), DOI: 10.1021/jacs.9b08424.
5. P. Zhang, X. Sheng, X. Chen, Z. Fang, J. Jiang, M. Wang, F. Li, L. Fan, Y. Ren, B. Zhang, B. Timmer, M. Ahlquist, L. Sun,* Paired Electrocatalytic Oxygenation and Hydrogenation of Organic Substrates with Water as the Oxygen and Hydrogen Source, Angew. Chem. Int. Ed., 58(27) (2019), DOI: 10.1002/anie.201903936.
6. P. Zhang, L. Li, D. Nordlund, H. Chen, L. Fan, B. Zhang, X. Sheng, Q. Daniel, L. Sun, Dendritic core-shell nickel-iron-copper metal/metal oxide electrode for efficient electrocatalytic water oxidation, Nature Commun., 9 (2018), DOI: 10.1038/s41467-017-02429-9.
7. F. Li, H. Yang, W. Li, L. Sun,* Device Fabrication for Water Oxidation, Hydrogen Generation and CO2 Reduction via Molecular Engineering, Joule, 2(1) (2018), DOI: 10.1016/j.joule.2017.10.012.
8. K. Fan, Y. Ji, H. Zou, J. Zhang, B. Zhu, H. Chen, Q. Daniel, Y. Luo, J. Yu,* L. Sun,* Hollow Iron–Vanadium Composite Spheres: A Highly Efficient Iron-Based Water Oxidation Electrocatalyst without the Need for Nickel or Cobalt, Angew. Chem. Int. Ed., 56(12) (2017), DOI: 10.1002/anie.201611863.
9. B. Xu, J. Zhang, Y. Hua, P. Liu, L. Wang, C. Ruan, Y. Li, G. Boschloo, E. Johansson,* L. Kloo, A. Hagfeldt, A. Jen, L. Sun,* Tailor-Making Low-Cost Spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-Based 3D Oligomers for Perovskite Solar Cells, Chem., 2(5) (2017), DOI: 10.1016/j.chempr.2017.03.011.
10. L. Sun,* A closer mimic of the oxygen evolution complex of photosystem II, Science, 348(6235) (2015), DOI: 10.1126/science.aaa9094.

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