依据《重庆市科学技术奖励办法》以及《关于2023年度重庆市科学技术奖提名工作的通知》相关文件的要求，对2023年度重庆市科学技术奖申报项目进行公示，公示时间2024年2月7日至2024年2月13日。  

　　一、项目名称  

　　硫族化合物热电性能协同调控机理  

　　二、主要完成人  

　　韩广、王国玉、卢旭、周小元  

　　三、主要完成单位及提名等级  

　　1.重庆大学  

　　2.中国科学院重庆绿色智能技术研究院  

　　提名自然科学奖二等奖  

　　提名单位：重庆市教育委员会  

　　四、项目简介  

　　热电材料可实现热能与电能之间的直接转换，有效提高低品位热能的利用率，是一种实现能源可持续产生、助力节能减排的绿色能源技术。高热电性能需要材料同时具备高电导率、高塞贝克系数及低热导率，如何协同调控材料的电热输运性能是热电研究中的核心科学问题。硫族化合物拥有合适的带隙及较低的成本，是热电研究的主要材料体系。本项目针对电热输运性能协同调控的核心科学问题开展研究，开发了多种具有本征低晶格热导率的硫族化合物热电材料，并通过固溶/掺杂、熵工程、构建多尺度微结构等策略实现材料热电性能的显著提升，取得了系列原创性研究成果。主要发现点有：  

　　1.开发了Ag8SnS6、Ag8GeSe6、SnSb2Te4、InTe等多种具备本征低晶格热导率的硫族化合物材料。阐明了这些材料中基于孤对电子的低晶格热导率机制，并通过固溶、掺杂等手段调节其载流子浓度及输运机制，最终协同调控了材料的电热输运性能。相关成果被美国艺术与科学院（AAAS）院士P. C. Canfield大篇幅引用（Inorg. Chem. 2021, 60, 19345）。  

　　2.发现了构型熵在调节晶体结构和热电性能中的关键作用，在AgBiSe2体系中采用优化构型熵的方法，在整个温区实现了立方氯化钠相的稳定性和热电性能的同时提升；在多个IV-VI族和I-V-VI族合金高熵固溶体系中，发现了固溶元素电负性对载流子迁移率的影响，并提出以电负性差异筛选固溶元素的方案。相关成果被南方科技大学何佳清教授正面评价“熵工程是调控晶格热导率的有效方案”（Nat. Commun. 2021, 12, 3234）。  

　　3.发现多尺度微结构对硫族化合物热电输运性质的协同调控作用。发展了快速非平衡制备技术，可控构筑了“晶界-位错-点缺陷-第二相”的多尺度微结构，实现宽频率声子散射，将多种硫族化合物晶格热导率降至其理论最低值，结合掺杂、纳米第二相复合对电输运的调控，开发了电热输运协同优化的硫族热电材料。韩国浦项科技大学Unyong Jeong教授（J. Mater. Chem. C副编辑）在Chem. Rev. 2023, 123, 3329中把SnSe/rGO复合材料作为热电复合材料实例之一。  

　　本项目成果促进了热电能源转换技术的发展，推动了电热输运协同调控策略在硫族化合物热电材料中的应用，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本项目成果在Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等期刊发表文章超过50篇。成果完成人分别获国家杰青（周小元）、国家青年拔尖人才（卢旭）、中科院百人计划（王国玉）、重庆市杰青（王国玉）、重庆英才 青年拔尖人才项目（韩广）等人才称号，周小元和王国玉获评为2018英国皇家化学会（RSC）能源与可持续类期刊Top 1%高被引中国作者，周小元和韩广获评为2021 RSC材料类期刊Top 1%高被引中国作者。完成人还分别受邀在美国材料大会（MRS）、欧洲材料大会（EMRS）、国际热电大会（ICT）、环太平洋陶瓷会（PICC15）等重要国际学术会议上做大会及分会特邀报告。  

　　五、主要完成人情况表  

　　第一完成人姓名：韩广； 技术职称：教授；完成单位：重庆大学；工作单位：重庆大学。对项目的贡献：在项目中负责研究思路的整体把握及协调：参与整个项目的两个发现点（本征低热导率、多尺度微结构），是代表性著作2、3的通讯作者。曾获2022年重庆英才 青年拔尖人才项目支持。  

　　第二完成人姓名：王国玉；技术职称：教授；完成单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院；工作单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院。对项目的贡献：参与整个项目的三个发现点（本征低热导率、构型熵、多尺度微结构），是代表性著作4的通讯作者。曾获2013年中科院百人计划资助、2019年重庆市杰出青年项目资助。  

　　第三完成人姓名：卢旭；技术职称：教授；完成单位：重庆大学；工作单位：重庆大学。对项目的贡献：参与整个项目的三个发现点（本征低热导率、构型熵、多尺度微结构），是代表性著作1的通讯作者。曾获2022年国家青年拔尖人才项目资助。  

　　第四完成人姓名：周小元；技术职称：教授；完成单位：重庆大学；工作单位：重庆大学。对项目的贡献：参与整个项目的三个发现点（本征低热导率、构型熵、多尺度微结构），是5篇代表性著作的通讯作者，曾获2018年度国际热电学会青年科学家奖，2018年度高层次留学人才回国资助，2021年国家杰出青年项目支持。  

　　六、代表性成果目录  

　　1.Entropy Engineered Cubic n-Type AgBiSe2 Alloy with High Thermoelectric Performance in Fully Extended Operating Temperature Range, H. Zhu, T. Zhao, B. Zhang, Z. An, S. Mao, G. Wang, X. Han, X. Lu*, J. Zhang*, X. Zhou*, Advanced Energy Materials, 2021, 11, 2003304.  

　　2.Melt-Spun Sn1-x-ySbxMnyTe with Unique Multiscale Microstructures Approaching Exceptional Average Thermoelectric zT, X. Yan+, S. Zheng+, Z. Zhou, H. Wu, B. Zhang, Y. Huang, X. Lu, G. Han*, G. Wang, X. Zhou*, Nano Energy, 2021, 84, 105879.  

　　3.Facile In Situ Solution Synthesis of SnSe/rGO Nanocomposites with Enhanced Thermoelectric Performance, L. Huang, J. Lu, D. Ma, C. Ma, B. Zhang, H. Wang, G. Wang, D.H. Gregory, X. Zhou*, G. Han*, Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 1394.  

　　4.High Thermoelectric Performance in Sulfide-Type Argyrodites Compound Ag8Sn(S1-xSex)6 Enabled by Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Extended Cubic Phase Regime, X. Shen, Y.Xia, C. Yang, Z. Zhang, S. Li, Y. Tung, A. Benton, X. Zhang, X. Lu, G. Wang*, J. He*, X. Zhou*, Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2000526.  

　　5.Strong Lattice Anharmonicity Securing Intrinsically Low Lattice Thermal Conductivity and High Performance Thermoelectric SnSb2Te4 via Se Alloying, H. Wu, X. Lu, G. Wang, K. Peng, B. Zhang, Y. Chen, X. Gong, X. Tang, X. Zhang, Z. Feng, G. Han, Y. Zhang, X. Zhou*, Nano Energy, 2020, 76, 105084.  

　　本材料公示期内（2024年2月7日至2024年2月13日），任何单位或个人对公示项目的创造性、先进性、适用性及推荐材料的真实性和项目主要完成单位持有异议的，可以书面形式向科技处提出，并提供必要的证明材料。为便于核实查证，确保实事求是、客观公正地处理异议，提出异议的单位或者个人应当表明真实身份，并提供联系方式。凡匿名异议和超出期限的异议，不予受理。  

　　特此公示。  

　　联系单位：中国科学院重庆绿色智能技术研究院科技处  

　　通讯地址：重庆市北碚区方正大道266号  

　　联系电话：023-65935678  

　　联 系 人：孙萌  

　　                                                                                                                中国科学院重庆绿色智能技术研究院科技处  

　　                                                                                                                                   2024年2月7日