邵明飞

男， 北京化工大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2004年9月-2008年6月 北京服装学院 本科 学士学位
2008年9月-2014年6月 北京化工大学 硕博连读 博士学位
2013年1月-2013.7月 牛津大学 博士联合培养
2014年7月-2017年12月 北京化工大学 副教授 硕士生导师
2018年1月-至今 北京化工大学 教授 博士生导师

研究领域和兴趣

能源化学

主要业绩

氢能具有质量轻、热值高、能源转化效率高和零碳排放等优势，已纳入我国能源战略发展规划。电解水制氢是获取绿氢的主要途径，引起了世界范围内基础研究和产业工程领域的高度关注。但当前电解水制氢成本远高于传统能源制氢，极大制约了其规模化应用，其主要面临如下挑战：(1) 在电解水反应体系中，阳极的四电子过程为速控步，导致产氧动力学过程缓慢，严重制约了阴极的析氢反应效率；(2)析氧反应的产物氧气附加值不高，且需要额外的气体分离步骤，进一步增加了制氢成本；(3) 从工程应用角度，高活性催化剂如何在电极界面稳定并与反应器匹配同样面临极大挑战。
本人紧密围绕能源化学科技前沿和国家“双碳”目标的重大需求，针对绿氢亟需提高产出效率和降低生产成本的实际需求，在新型电解水制氢催化剂、电解水制氢过程强化与反应耦合、结构化电极创制及反应器开发等方面取得了创新进展。
学术创新一：针对阳极析氧反应动力学缓慢的挑战，率先构筑了高性能层状双金属氢氧化物(LDHs)类电解水系列催化剂，在插层结构析氧催化剂的本征活性位调控、活性位利用率强化及合成方法学建立等方面形成了完备的研究体系和自主知识产权，LDHs类析氧催化剂已成为当前电解水制氢科学研究和商业装置的主流催化剂。
学术创新二：针对阳极析氧反应动力学缓慢和氧气附加值低的双重挑战，提出将电解水阳极析氧过程与重要的工业氧化反应进行耦合，在实现高值化学品绿色合成的同时，显著提升其析氢效率，发展了电解水制氢耦合氧化研究体系和关键技术体系，揭示了水裂解到活性氧/氢的重要过程及耦合反应机制，围绕绿氢“提效降本”，从源头上实现了创新。
学术创新三：针对工程应用中的放大效应和新反应体系的工艺集成难题，提出了高活性催化剂有序组装的结构化电极设计新思路，实现了反应介质与底物在电极表界面的均匀分布、高效传递与反应耦合；进一步设计了具有自主知识产权的新型流动相全自动反应器，为工艺集成和工程应用奠定了基础。
相关工作以第一或通讯作者在化学材料类期刊J. Am. Chem. Soc、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem、Nat. Commun.、CCS Chem.等和化工类期刊AIChE J.、Chem. Eng. Sci.等发表论文110余篇；总发表论文被引14000余次，H因子65。工作被Adv. Mater.等期刊官方新闻网站、Wiley Materials Views China (MVC)、 X-MOL等学术网站进行评述与报道50余次，同时获“Wiley威立中国开放科学2022年度作者”。
先后获国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金重大项目 (2020年，课题负责人)和国家重点研发计划（2023年，课题负责人），因在电解水制氢耦合氧化研究方面的创新性工作，获中国化学会“催化新秀奖”。以基础研究为支撑，突破电解水制氢关键技术，获授权国家发明专利10件，构筑了自主知识产权。获中石油、中石化和盐湖集团等10余项企业项目资助，为科技成果转化奠定了坚实基础。担任《中国科学：化学》、《Chinese Journal of Catalysis》、《Green Energy & Environment》《Chinese Chemical Letters》、《物理化学学报》等杂志青年编委。

代表成果

1. Yining Sun, Kui Fan, Jinze Li, Zhenhua Li*, Mingfei Shao* and Xue Duan, Boosting Electrochemical Oxygen Reduction to Hydrogen Peroxide by Efficient Electrocatalyst and Coupled with Organic Oxidation, Nat. Commun. 2024, 15, 6098.
2. Kui Fan, Wenfu Xie, Jinze Li, Yining Sun, Pengcheng Xu, Yang Tang, Zhenhua Li, Mingfei Shao*, Active hydrogen boosts electrochemical nitrate reduction to ammonia Nat. Commun. 2022, 13, 7958
3. Jiangrong Yang, Tian Xia, Hao Li, Hong Yan, Xianggui Kong, Zhenhua Li, Mingfei Shao, Xue Duan, Evaluation of Active Oxygen Species Derived from Water Splitting for Electrocatalytic Organic Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413457
4. Wenfu Xie, Hao Li, Guoqing Cui, Jianbo Li, Yuke Song, Shijin Li, Xin Zhang, Jin Yong Lee, Mingfei Shao* and Min Wei*, NiSn Atomic Pair on Integrated Electrode for Synergistic Electrocatalytic CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2
5. Zhenhua Li, Ke Liu, Kui Fan, Yusen Yang, Mingfei Shao,* Min Wei, and Xue Duan, Active-Oxygen-Enhanced Homogeneous Nucleation of Lithium Metal on Ultrathin Layered Double Hydroxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 3962.
6. Zhenhua Li, Haohong Duan, Mingfei Shao,* Jianbo Li, Dermot O’Hare, Min Wei,* and Zhong Lin Wang*, Ordered-Vacancy-Induced Cation Intercalation into Layered Double Hydroxides: A General Approach for High-Performance Supercapacitors, Chem, 2018, 4, 2168
7. Lei Zhou, Mingfei Shao,* Cong Zhang, Jingwen Zhao, Shan He, Deming Rao, Min Wei,* David G. Evans, and Xue Duan, Hierarchical CoNi-Sulfide Nanosheet Arrays Derived from Layered Double Hydroxides toward Efficient Hydrazine Electrooxidation, Adv. Mater. 2017, 29, 1604080.
8. Zhenhua Li, Mingfei Shao,* Lei Zhou, Ruikang Zhang, Cong Zhang, Min Wei,* David G. Evans, Xue Duan, Directed Growth of Metal-Organic Frameworks and Their Derived Carbon-Based Network for Efficient Electrocatalytic Oxygen Reduction, Adv. Mater. 2016, 28, 2337
9. Lan Luo†, Lingxiu Li†, Liang Xu*, Yifan Yan, Shanshan Zhang, Hua Zhou, Zhenhua Li*, Mingfei Shao*, Xue Duan, Electrosynthesis of the nylon-6 precursor from nitrate and cyclohexanone over a rutile TiO2 catalyst, CCS Chem. 2024, DOI: 10.31635/ccschem.024.202403988.
10. 邵明飞; 绿氢提效降本耦合碳酸盐还原炼制 , 双清论坛 “绿色碳科学：双碳目标下的科学基础”, 北京和园景逸酒店大厅, 2021-9-13至2021-9-14 (会议报告)

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