直播時間：2025年6月20日（周五）18：30——21：00
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【直播簡介】
獲得安全和清潔的水是一項基本人權。地球通常被稱為藍色星球，因為地球表面近70%的面積被海水覆蓋。然而，全球每3個人中就有1個人無法獲得安全飲用水。這種看似矛盾的情況產生主要是因為盡管水在地球上的覆蓋率為70%，但可供人類安全使用的淡水只占1%左右。
本已貧瘠的淡水量，在氣候變化的影響下，進一步惡化。意料之外但又情理之中的是，沿海城市，看似非常接近海洋，卻是氣候變化沖擊下面臨淡水缺失危機首當其沖的地區：干旱正在使這些地區可用的淡水資源枯竭，而海平面上升則通過海水侵入沿海含水層污染地下水，進一步擠壓了淡水的供應。
為了保證沿海地區淡水供應，如果簡單的沿用傳統淡水獲取方式，即擴大地下水開采，將會開啟一個致命惡性循環：沿海地區土地下沉，加劇海水持續倒灌，從而進一步擠壓淡水資源。由可再生能源（如太陽能）驅動的海水淡化新興技術，為沿海地區淡水資源供應提供了機會之窗。然而，在沒有合理應對規劃和技術的情況下，海水淡化的副產品——高濃度含鹽廢水——將引發一系列新的社會環境問題和挑戰。
在中國，面對這些縱橫交錯的環境、技術、以及社會問題等多方面挑戰，國務院早在2021年初就推出并實施了《海水淡化利用發展行動計劃2021-2025》，保障沿海地區及離岸海島可持續淡水供給，并在2023年注入超十萬億投入，加速推進可持續海水淡化利用進程，助力海洋強國戰略。
在此背景下，正逢《發展行動計劃》的收官年，并響應剛剛落下帷幕的2025世界海洋日主題“One Ocean, One Climate, One Future”，Cell Press細胞出版社旗下可持續發展旗艦刊One Earth，能源旗艦刊Joule，化學旗艦刊Chem，材料旗艦刊Matter，攜手交叉學科開放獲取期刊iScience，為大家帶來本年度首場Cell Press Live線上講座《可持續海水循環利用》。
本次會議邀請到來自北京師范大學的劉志鋒教授、南京大學的徐凝教授、北京化工大學的孫曉明教授、以及海南大學的王寧教授，探討沿海城市淡水危機風險、綠色新興海水淡化系統、海水制氫、含鹽廢水升級循環技術平臺等眾多前沿科學問題，探索沿海地區可持續海水淡化循環利用之路。
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【嘉賓簡介】
▌個人簡介：
劉志鋒，北京師范大學地理科學學部自然資源學院副教授、博導。中國自然資源學會青年科技獎、青海省“昆侖英才”拔尖人才和北京師范大學仲英青年學者獲得者，入選斯坦福高被引學者和Landscape Ecology編委。主要從事城市景觀動態及其生態與水文風險研究。在Nature Communications等期刊發表論文100余篇，被學術論著引用8000余次，被聯合國等政府機構報告引用100余次。
▌報告主題：
全球沿海城市的水風險
▌報告摘要：
在全球氣候系統深刻變化與城市化進程高速推進的雙重時代背景下，城市面臨的水風險正呈現出日益復雜且嚴峻的態勢。氣候變化帶來的極端降水事件頻發、蒸散量上升以及水循環系統紊亂，與城市化進程中人口激增、不透水地面擴張、水資源過度開發等因素相互交織，導致城市缺水、洪澇和水污染風險不斷加劇。這些問題不僅直接威脅著城市居民的生活質量和生命財產安全，更成為制約全球可持續發展的關鍵瓶頸，對城市的經濟發展、生態環境和社會穩定構成了全方位的挑戰。
沿海城市作為全球經濟發展的核心引擎和人口主要聚居地，其發展速度令人矚目。據統計，全球約 40% 的人口居住在距離海岸線 100 公里以內的區域，這些地區集中了大量的工業、商業和金融活動，創造了超過一半的全球 GDP。然而，沿海城市因其獨特的地理位置和高度密集的人類活動，對氣候變化表現出極高的敏感性，面臨的水風險問題也尤為突出。水資源短缺因人口增加、生態環境用水增加和氣候變化而不斷加劇；供水水質風險因海水倒灌、工業污染等因素變得更加復雜；而洪澇風險在海平面上升和地面沉降的雙重作用下，呈現出發生頻率增加、危害程度加劇的趨勢。
本報告在梳理全球城市水風險的總體格局和變化趨勢的基礎上，重點聚焦于沿海城市，深入闡述其面臨的水資源短缺、供水水質風險和洪水風險三大核心水問題。在分析過程中，不僅考慮氣候變化等自然因素，還充分探討城市化進程、水源區社會經濟發展等人類活動因素對城市水風險的影響。通過對這些影響因素的系統研究，試圖從水資源高效利用、水環境保護、防洪減災體系建設、政策法規完善等多個維度，探求適合沿海城市特點的水風險解決途徑，為沿海城市實現可持續水管理提供參考，助力沿海城市在應對水風險挑戰的過程中實現經濟、社會和環境的協調發展。
▌個人簡介：
徐凝，南京大學現代工程與應用科學學院副教授、特聘研究員、博士生導師。主要從事光熱轉換材料與器件、水-能源材料與器件的相關研究，主要包括微結構光熱材料設計與光/熱學性質調控、基于太陽能光熱的水純化/空氣取水/資源提取等，發表高質量學術論文50余篇，引用超7000次，其中以第一/通訊作者在Nat. Nanotechnol.、Nat. Water、Nat. Rev. Clean Technol.、Sci. Adv.、NSR、Joule、Adv. Mater. 等頂尖期刊發表多篇論文。多次受邀參加國際研討會，并擔任主席參與主持了太陽能轉換戈登研討會、中國材料大會—界面蒸發材料與器件分會，受邀擔任Nat. Commun.、Environ. Sci. Technol.等多個知名學術刊物審稿人。主持國家優秀青年科學基金等多項國家自然科學基金項目，獲江蘇省科學技術獎一等獎、中國新銳科技人物等榮譽。
▌報告主題：
太陽能界面光熱蒸發：材料、器件與應用
▌報告摘要：
水與能源是緊密交織的全球挑戰，因此發展基于綠色能源的水純化技術至關重要。太陽能界面光熱蒸發——將光熱材料漂浮于水—空氣界面，實現高效水蒸發純化，被認為是解決水—能源問題的新興技術之一，具有重要的科學意義與應用價值。本次報告圍繞太陽能界面光熱蒸發材料的設計、制備與應用的相關研究，重點介紹了在提高材料能量轉換效率、增強材料穩定性、拓展材料器件應用三方面的研究成果：1）設計制備了寬譜高吸收和三維熱局域光熱材料，實現了高轉換效率和凈水產出；2）構建了吸光-蒸發分離/轉動自清潔的抗鹽光蒸發材料，實現穩定高效的水鹽分離；3）創制了基于界面光熱材料的空氣取水與水電聯產器件，拓展了光熱材料的應用。
▌個人簡介：
孫曉明，教授，博士生導師。2000年和2005年于清華大學化學系獲理學學士和理學博士學位。2008年在Stanford University完成博士后研究回國，進入北京化工大學化工資源有效利用國家重點實驗室工作。主要從事納米能源材料化學研究，在電解水、燃料電池和氣體超浸潤電極器件領域取得系列進展。
目前已在Nature, Joule，Chem，Nat. Catal.，Nat. Commun.，JACS，Angew Chem，Adv Mater.等化學和材料類國際主流刊物以通訊作者發表論文200余篇，總引用36000余次；出版專著一本。申請國際專利13項，獲授權2項；獲國家發明專利授權70余項，其中16項已經完成轉化。現承擔國家自然科學基金重點項目、國家重點研發項目等多項科研項目。2011年獲國家自然科學基金杰出青年基金資助。
▌報告主題：
面向海水制氫的界面工程與電極優化
▌報告摘要：
利用海水和波動性的風光電實現高效制取綠氫，是制氫領域的挑戰。本報告旨在從材料設計與界面潤濕行為調控的基礎科學問題出發，通過原子級活性位點和微納結構優化，提升制氫效率。我們提出“異價離子互斥”策略，實現Fe³?、Al³?等M³?離子在M(OH)?基體(如Ni²?等)中的原子級分散，優化層狀雙氫氧化物（LDHs）電極材料活性。構建超疏氣納米陣列電極，將氣泡脫離體積縮小至1/1000，電流上升速率提升60%，并揭示納米氣泡的隆起成核模式和氣泡生長動力學。通過陰離子工程，突破高鹽（飽和NaCl）、高溫（80℃）、大電流（1-2 A cm?²）極端工況限制，提高運行穩定性。針對間歇性電解水工況中陰極氧化腐蝕問題，用NiCoP原位構建鈍化層，有效緩解間歇性電解的陰極失活，實現0.5 A cm?²下間歇性電解海水10,000小時無衰減（<0.2% khr?¹)。基于以上研究，研制全球首個 MW級工業海水電解系統，并驗證能效與穩定性。
▌個人簡介：
王寧，海南大學，國家重點研發計劃首席科學家、英國皇家化學會Fellow。主要從事海洋資源開發利用、海洋環境鈾資源富集等相關研究，在Nature Sustainability、Nature Communications、Angewandte Chemie等國際SCI期刊上發表論文200余篇，主持國家重點研發計劃、國家重大科研儀器研制項目、國家自然科學基金委聯合基金項目等科研項目多項。
▌報告主題：
海洋環境鈾富集及核素檢測研究
▌報告摘要：
鈾是核電產業的關鍵基礎原料，但我國是貧鈾國家，陸地鈾礦資源較為匱乏，現階段鈾資源獲取主要依賴進口，嚴重受制于人。海水中鈾資源總量巨大，達45億噸，海水鈾資源的高效獲取是滿足我國長期鈾資源需求的重要途徑。圍繞海水提鈾技術實際應用面臨的關鍵科學問題和技術問題，在海水提鈾吸附劑吸附容量提升，海水鈾酰識別選擇性提升、海洋生物污損防控等領域開展了多項研究工作，研究成果對海水提鈾技術的發展具有積極的促進作用。同時也開展了核素檢測相關研究。
本文鏈接：Cell Press Live：可持續海水循環利用http://m.sq15.cn/show-11-22242-0.html
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