团队首席：段东平

团队简介：

课题组成立于2009年3月，以科学创建两型社会为己任，秉承从基础研究、应用研究走向科技成果产业化和工艺-装备集成创新的思想，经过十几年的发展，在能源材料、装备优化、冶金新工艺、矿产及固废资源高效利用、颗粒阻尼减振等领域开展了一系列的研究和产业化工作，已经打造出一支致力于“环境友好途径下资源利用技术研究”的科研团队。

课题组在新能源领域，以太阳能制氢为主线，以塔式聚光化学试验平台为主要依托，开发适配聚光条件下的光催化剂体系和核心反应器，研究纳米催化剂结构成因及其调控机制，深入光催化剂的批量合成和复合材料制备技术开发，开展聚光产生的高通量光量子、高热量环境下催化剂辅助的“光-电-热-化学”的多能转换与高效利用研究，开发光催化（PC）、光电催化（PEC）、光伏-电解水（PV-EC）、光伏-光电解水（PV-PEC）等场景下的催化体系和工业级聚光反应器，对太阳能直接制氢等化学储能提出纯绿色、高能量密度的独特方案，团队开发出“多面体钛酸锶聚光量子制氢氧电热一体化技术及成套装备”，在攀枝花市落地全球首条商业化生产线，这项创新技术已经为我国行业、企业、政府提供了“双碳”战略发展新思路。

在传统化工冶金领域，以我国复杂难利用的金属矿产资源为研究和利用对象，以元素特性与成矿规律的关系为依据，研究分子结构成因及其调控机制，通过高温快速还原、热压氧化浸出、高值化功能材料合成、颗粒阻尼减振降噪等核心技术，对低品位金属矿物、多金属共生矿物、冶金二次资源、盐湖特种功能材料、噪音和振动严重的大型装备等科技难题开展了深入独到的研究工作与产业化应用。得到了国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、中国科学院战略新兴产业、青海省重大科技攻关、河北省科技重大专项、北京市科技计划等项目以及地方政府和企业方面的支持，主持开展的有——2018年“国家重点研发计划”固废资源化专项-盐湖化工产业区大宗废弃物循环利用集成示范、千吨级高纯氢氧化锶新技术及产业化、油田油泥砂生态治理关键技术及推广、高炉灰GERU法综合回收关键技术及产业化、新型环境净化与储能功能材料制备技术及应用等研究任务。

成员组成：

课题组现有研究人员14人（其中研究员1人，副研究员及高级工程师10人，助理研究员2人）。先后培养博士后8人，博士生9人，硕士生19人。

研究员：段东平

副研究员：钟莉、刘艳、贾奇博、李焱、干科、张晓冬、张乙铭

高级工程师：周娥、任玉枝、李婷

中级及其它：陈曦、王杨、杨逸钊

研究方向与平台建设：

一、矿产资源与工业固废研究平台：

二、锶资源开发及锶功能材料反应平台：

三、高温冶金与氯化冶金工程平台：

四、环境优化与颗粒阻尼技术平台：

重点进展：

多面体钛酸锶聚光量子制氢氧电热一体化技术

资源利用及装备优化课题组在全球首次成功制备了形貌可控、理论光电转换效率46.9%的纳米二十六面体等钛酸锶晶体，创新研发了流程短、能耗低、成本低、易放大的“多面体钛酸锶聚光量子制氢氧电热一体化技术”，实现了综合光电转换效率45%、产氢速率10 m3/h以及光氢量子效率20%的技术指标。该技术利用钛酸锶的多晶面特性，将阳光高倍聚焦并转换为电能与氢能，副产热能与氧气，这一技术具有高效、清洁和可再生性。这是全球首次把太阳光全光域进行一次性利用的新能源技术，可以在一套装置上同时具有发电、制氢、制热的切换功能，省去了光伏电池板的大量设备投资与占地。该技术总计申请29项国内专利、3项国外专利，目前已授权国内15项专利、美国2项专利、日本1项专利，并获得2024年度 A类“中国好技术”称号。基于该技术的全球首条“光解水”商业化制氢生产线于2025年12月在四川省攀枝花市投运。

图1 不同形貌SrTiO3颗粒与晶面分布示意图（从左至右依次为：立方体、十八面体、二十六面体、笼状多面体）

科研成果：

近年所获部分奖项：

1.2025年段东平研究员获中国科学院过程工程研究所“先进人物”荣誉称号

2.2025年“多面体钛酸锶聚光量子制氢氧电热一体化技术及成套装备”获中国生产力促进中心协会授予“2024年度中国好技术”A类项目称号

3.2024年“多面体钛酸锶聚光发电与催化制氢一体化成套技术与装备”获第49届日内瓦国际发明展金奖 

4.2024年“多面体钛酸锶泛紫外聚光制氢新技术及分布式光反应器”获第49届日内瓦国际发明展银奖

5.2023年“多面体铁酸银聚光发电与催化制氧一体化成套技术和分布式装备”获由中国能源网颁发的分布式能源优秀项目大赛技术创新奖

6.2023年“多面体钛酸锶聚光发电与催化制氢一体化成套技术与装备”获由江苏省能源研究会颁发的未来能源科创大赛领航企业组一等奖

7.2017年“萃取法提取千吨级高纯氯化锂及锂同位素分离成套装备及技术”获由安徽省科学技术厅颁发的安徽省科学技术奖一等奖（科技进步类）

8.2017年段东平研究员获中国科学院过程工程研究所年度“最佳科技成果转化奖”

9.2012年段东平研究员获中国科学院2011年度中国科学院院地合作先进个人（管理类）一等奖

10.2010年段东平研究员获中国产学研合作促进会2010年度中国产学研合作创新个人奖

11.2010年段东平研究员获中国科学院2009年度中国科学院院地合作先进个人（科技类）一等奖

代表论著：

1.段东平，钟莉等. 《锶潮涌动》. 化工出版社，2023。

2.Y.Wang, Z.Zhang, B.Niu, J.Li, H.Sheng, and D.Duan*. Multivariate Hierarchies in Metal-Organic Frameworks, Angewandte Chemie International Edition (2026):e8973821, https://doi.org/10.1002/anie.8973821 (IF16.2)

3.Jia Qibo, Wang Yang, Li Yan, Zhang Xiaodong, Zhong Li, Liu Yan, Zhou E, Ren Yuzhi, Li Ting, Duan Dongping. Effectively controlling Ni photodeposition on polyhedron SrTiO₃ via double-doped Al and Co. Journal of materials chemistry a, 2026,14, 3874-3887（IF9.5）

4.Chuyu Wang, Qibo Jia, Xiaodong Zhang, Xi Chen, Yang Wang, Gangqiang Yu, Dongping Duan*, Effect of Different Molten Salts on Structure and Water Splitting Performance of Al-Doped Fillet Polyhedral SrTiO₃[J]. Small, 2024, 2407963. （IF13）

5.Yang Wang, Ben Niu, Zhiyong Zhang, Jing Li, Hua Sheng, Wei Xu, Jie Cheng*, Zhengping Hao*, Dongping Duan, Jianfeng Li*. Spatially Separate Center-to-Surround Radiation Structure Induced Tandem Electron Transfer Effect for Stable and Enhanced Photocatalysis[J]. Nano Letters, 2024,24,12628-12633. （IF9.6）

6.Chuyu Wang, Yan Li, Xiaojiao Cai, Dongping Duan*, Qibo Jia*. A unique octadecahedron SrTiO₃ perovskite oxide with a nano step-shaped facet structure for enhanced photoredox and hydrogen evolution performance[J]. Journal of Materials Chemistry A. 2023, 11, 21046-21057. （IF11.9）

7.Qibo Jia, Chuyu Wang, Jian Liu, Xiaojiao Cai, Li Zhong, Siming Chen, Ting Li, Gangqiang Yu, Li-zhu Wu*, Dongping Duan*. Synergistic Effect of Sr-O Divacancy and Exposing Facets in SrTiO₃ Micro/Nano Particle: Accelerating Exciton Formation and Splitting, Highly Efficient Co²⁺ Photooxidation[J]. Small, 2022, 18, 2202659. （IF13.2）

8.Qibo Jia, Chuyu Wang, Jian Liu, Xiaojiao Cai, Li Zhong, Gangqiang Yu, Dongping Duan*. Strong synergistic effect of the (110) and (100) facets of the SrTiO₃ perovskite micro/nanocrystal: decreasing the binding energy of exciton and superb photooxidation capability for Co²⁺[J]. Nanoscale, 2022, 14, 12875. （IF6.7）

9.Ke Gan, Chao Cai , Chengwu Zong, Dongping Duan*, Jinlong Yang. Preparation and properties of Sr(CrMnFeCoNi)₃O₄ and Sr(MgAlTiCrFe)₁₂O₁₉ high entropy strontium ferrite systems and valance state analysis[J]. Ceramics International. 2022, 48(3): 23963-74. （IF5.2）

10.Qibo Jia, Yan Li, Li Zhong, Yan Liu, Dongping Duan*; The role of phase transfer catalysts on properties of polyamide thin-film composite forward osmosis membranes[J]. Chemical Engineering Journal, 2021, 426,128989. （IF16.7）

11.S. M. Chen, D. P. Duan, Y. Liu, E Zhou, H. L. Han, X. W. Zou. High efficient Sr/S isolation for preparing Sr(OH)₂ from celestite (SrSO₄) direct in alkaline solution[J]. Journal of Central South University, 2019, 26(1): 219-228.  (IF3.7)

12.段东平，韩宏亮，陈思明，周娥，钟莉，祁米香，邹兴武.大风山天青石矿深加工路径的机理剖析[J]. 盐湖研究，2017，25（01）：43-49. 

13.段东平, 韩宏亮, 苑鹏. 转底炉直接还原工艺处理天青石的试验研究[J].盐湖研究，2014，22（01）：27-31

部分发明专利：

1.US 11 975 967 B1, Device For Hydrogen Production From Water Photolysis And Method Therefor

2.US 12 095 414 B1, Device For Photovoltaic Power Generation And Method Therefor

3.特願2024-198361, 投光紫外線集光触媒水素製造装置、方法およ矿使用

4.202520439800.7 一种反射镜片曲面检测与调节系统

5.202520269261.7 一种定日镜固定结构及定日镜

6.202520263021.6 一种光学分光系统

7.202411507755.0 一种气体增压装置、包含其的分离氢氧混合气体的装置和方法

8.202311588871.5 一种泛紫外聚光催化制氢装置、方法及用途（已转让）

9.202311374360.3 一种迷宫型多级孔结构钛酸锶及其制备方法与应用

10.202311357894.5 一种多面体钛酸锶复合光捕集微珠及其制备方法和应用

11.202311350463.6 一种金属箔材负载纳米钛酸锶的复合薄膜及其制备方法与应用（已转让）

12.202311350461.7 一种表面负载纳米钛酸锶的泡沫金属复合材料及其制备方法与应用（已转让）

13.202310568418.1 一种光解水制氢钛酸锶薄膜复合催化剂及其制备方法与应用（已转让）

14.202310517872.4 一种光解水制氢装置及方法（已转让）

15.202310517840.4 一种光伏发电装置及方法（已转让）

16.202310000644.X 一种中空笼状十八面体SrTiO3及其制备方法和应用

17.202211441510.3 一种钛酸锶复合金属有机薄膜及其制备方法和应用

18.202211425239.4 一种防堵塞冷却结晶器、冷却结晶方法及其应用

19.202211419928.4 一种分级纯化回收粉煤灰氯化产物关键技术

20.202211295520.0 一种具有抗敏和嫩肤功效的双组分沐浴露及其制备方法

21.202211287750.2 一种具有头皮滋养功效的双组分洗发水及其制备方法

22.202211252351.2 一种兼具头皮养护与发丝滋养功效的护发素及其制备方法

23.202211049219.1 一种基于颗粒阻尼的轨道减振降噪装置、阻尼减振设计方法及用途

24.202211049206.4 一种基于阻尼颗粒的减振采煤装置、阻尼减振设计方法及用途

25.202211049204.5 一种基于颗粒阻尼减振的硬岩掘进机及其阻尼减振设计方法

26.202211042556.8 一种具有修色、嫩肤、保湿功效的组合物、面霜及其制备方法

27.202210572056.9 一种天青石碱熔焙烧制备氢氧化锶的方法

28.202210471214.1 一种高熵六角铁氧体陶瓷及其制备方法

29.202111536828.5 一种基于颗粒阻尼减振的硬岩掘进减振刀盘及其阻尼减振设计方法

30.202111534338.1 一种基于颗粒阻尼减振的卧式深孔钻床及其阻尼减振设计方法

31.202111223124.2 一种油泥砂分离清洗剂及利用其的油泥砂分离方法

32.202111069106.3 一种粉煤灰喷射氯化的装置及方法

33.202110241021.2 一种富氟混合物的利用方法

34.202011495688.7 一种光催化复合颗粒及其制备方法和用途（已转让）

35.202011476109.4 一种钛酸锶单晶颗粒及其制备方法和用途

36.201610648777.8 一种超级细菌抗菌消毒剂及其制备方法和用途（已转让）