直播时间：2025年6月20日（周五）18：30——21：00

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【直播简介】

获得安全和清洁的水是一项基本人权。地球通常被称为蓝色星球，因为地球表面近70%的面积被海水覆盖。然而，全球每3个人中就有1个人无法获得安全饮用水。这种看似矛盾的情况产生主要是因为尽管水在地球上的覆盖率为70%，但可供人类安全使用的淡水只占1%左右。

本已贫瘠的淡水量，在气候变化的影响下，进一步恶化。意料之外但又情理之中的是，沿海城市，看似非常接近海洋，却是气候变化冲击下面临淡水缺失危机首当其冲的地区：干旱正在使这些地区可用的淡水资源枯竭，而海平面上升则通过海水侵入沿海含水层污染地下水，进一步挤压了淡水的供应。

为了保证沿海地区淡水供应，如果简单的沿用传统淡水获取方式，即扩大地下水开采，将会开启一个致命恶性循环：沿海地区土地下沉，加剧海水持续倒灌，从而进一步挤压淡水资源。由可再生能源（如太阳能）驱动的海水淡化新兴技术，为沿海地区淡水资源供应提供了机会之窗。然而，在没有合理应对规划和技术的情况下，海水淡化的副产品——高浓度含盐废水——将引发一系列新的社会环境问题和挑战。

在中国，面对这些纵横交错的环境、技术、以及社会问题等多方面挑战，国务院早在2021年初就推出并实施了《海水淡化利用发展行动计划2021-2025》，保障沿海地区及离岸海岛可持续淡水供给，并在2023年注入超十万亿投入，加速推进可持续海水淡化利用进程，助力海洋强国战略。

在此背景下，正逢《发展行动计划》的收官年，并响应刚刚落下帷幕的2025世界海洋日主题“One Ocean, One Climate, One Future”，Cell Press细胞出版社旗下可持续发展旗舰刊One Earth，能源旗舰刊Joule，化学旗舰刊Chem，材料旗舰刊Matter，携手交叉学科开放获取期刊iScience，为大家带来本年度首场Cell Press Live线上讲座《可持续海水循环利用》。

本次会议邀请到来自北京师范大学的刘志锋教授、南京大学的徐凝教授、北京化工大学的孙晓明教授、以及海南大学的王宁教授，探讨沿海城市淡水危机风险、绿色新兴海水淡化系统、海水制氢、含盐废水升级循环技术平台等众多前沿科学问题，探索沿海地区可持续海水淡化循环利用之路。

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【嘉宾简介】

▌个人简介：

刘志锋，北京师范大学地理科学学部自然资源学院副教授、博导。中国自然资源学会青年科技奖、青海省“昆仑英才”拔尖人才和北京师范大学仲英青年学者获得者，入选斯坦福高被引学者和Landscape Ecology编委。主要从事城市景观动态及其生态与水文风险研究。在Nature Communications等期刊发表论文100余篇，被学术论著引用8000余次，被联合国等政府机构报告引用100余次。

▌报告主题：

全球沿海城市的水风险

▌报告摘要：

在全球气候系统深刻变化与城市化进程高速推进的双重时代背景下，城市面临的水风险正呈现出日益复杂且严峻的态势。气候变化带来的极端降水事件频发、蒸散量上升以及水循环系统紊乱，与城市化进程中人口激增、不透水地面扩张、水资源过度开发等因素相互交织，导致城市缺水、洪涝和水污染风险不断加剧。这些问题不仅直接威胁着城市居民的生活质量和生命财产安全，更成为制约全球可持续发展的关键瓶颈，对城市的经济发展、生态环境和社会稳定构成了全方位的挑战。

沿海城市作为全球经济发展的核心引擎和人口主要聚居地，其发展速度令人瞩目。据统计，全球约 40% 的人口居住在距离海岸线 100 公里以内的区域，这些地区集中了大量的工业、商业和金融活动，创造了超过一半的全球 GDP。然而，沿海城市因其独特的地理位置和高度密集的人类活动，对气候变化表现出极高的敏感性，面临的水风险问题也尤为突出。水资源短缺因人口增加、生态环境用水增加和气候变化而不断加剧；供水水质风险因海水倒灌、工业污染等因素变得更加复杂；而洪涝风险在海平面上升和地面沉降的双重作用下，呈现出发生频率增加、危害程度加剧的趋势。

本报告在梳理全球城市水风险的总体格局和变化趋势的基础上，重点聚焦于沿海城市，深入阐述其面临的水资源短缺、供水水质风险和洪水风险三大核心水问题。在分析过程中，不仅考虑气候变化等自然因素，还充分探讨城市化进程、水源区社会经济发展等人类活动因素对城市水风险的影响。通过对这些影响因素的系统研究，试图从水资源高效利用、水环境保护、防洪减灾体系建设、政策法规完善等多个维度，探求适合沿海城市特点的水风险解决途径，为沿海城市实现可持续水管理提供参考，助力沿海城市在应对水风险挑战的过程中实现经济、社会和环境的协调发展。

▌个人简介：

徐凝，南京大学现代工程与应用科学学院副教授、特聘研究员、博士生导师。主要从事光热转换材料与器件、水-能源材料与器件的相关研究，主要包括微结构光热材料设计与光/热学性质调控、基于太阳能光热的水纯化/空气取水/资源提取等，发表高质量学术论文50余篇，引用超7000次，其中以第一/通讯作者在Nat. Nanotechnol.、Nat. Water、Nat. Rev. Clean Technol.、Sci. Adv.、NSR、Joule、Adv. Mater. 等顶尖期刊发表多篇论文。多次受邀参加国际研讨会，并担任主席参与主持了太阳能转换戈登研讨会、中国材料大会—界面蒸发材料与器件分会，受邀担任Nat. Commun.、Environ. Sci. Technol.等多个知名学术刊物审稿人。主持国家优秀青年科学基金等多项国家自然科学基金项目，获江苏省科学技术奖一等奖、中国新锐科技人物等荣誉。

▌报告主题：

太阳能界面光热蒸发：材料、器件与应用

▌报告摘要：

水与能源是紧密交织的全球挑战，因此发展基于绿色能源的水纯化技术至关重要。太阳能界面光热蒸发——将光热材料漂浮于水—空气界面，实现高效水蒸发纯化，被认为是解决水—能源问题的新兴技术之一，具有重要的科学意义与应用价值。本次报告围绕太阳能界面光热蒸发材料的设计、制备与应用的相关研究，重点介绍了在提高材料能量转换效率、增强材料稳定性、拓展材料器件应用三方面的研究成果：1）设计制备了宽谱高吸收和三维热局域光热材料，实现了高转换效率和净水产出；2）构建了吸光-蒸发分离/转动自清洁的抗盐光蒸发材料，实现稳定高效的水盐分离；3）创制了基于界面光热材料的空气取水与水电联产器件，拓展了光热材料的应用。

▌个人简介：

孙晓明，教授，博士生导师。2000年和2005年于清华大学化学系获理学学士和理学博士学位。2008年在Stanford University完成博士后研究回国，进入北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室工作。主要从事纳米能源材料化学研究，在电解水、燃料电池和气体超浸润电极器件领域取得系列进展。

目前已在Nature, Joule，Chem，Nat. Catal.，Nat. Commun.，JACS，Angew Chem，Adv Mater.等化学和材料类国际主流刊物以通讯作者发表论文200余篇，总引用36000余次；出版专著一本。申请国际专利13项，获授权2项；获国家发明专利授权70余项，其中16项已经完成转化。现承担国家自然科学基金重点项目、国家重点研发项目等多项科研项目。2011年获国家自然科学基金杰出青年基金资助。

▌报告主题：

面向海水制氢的界面工程与电极优化

▌报告摘要：

利用海水和波动性的风光电实现高效制取绿氢，是制氢领域的挑战。本报告旨在从材料设计与界面润湿行为调控的基础科学问题出发，通过原子级活性位点和微纳结构优化，提升制氢效率。我们提出“异价离子互斥”策略，实现Fe³?、Al³?等M³?离子在M(OH)?基体(如Ni²?等)中的原子级分散，优化层状双氢氧化物（LDHs）电极材料活性。构建超疏气纳米阵列电极，将气泡脱离体积缩小至1/1000，电流上升速率提升60%，并揭示纳米气泡的隆起成核模式和气泡生长动力学。通过阴离子工程，突破高盐（饱和NaCl）、高温（80℃）、大电流（1-2 A cm?²）极端工况限制，提高运行稳定性。针对间歇性电解水工况中阴极氧化腐蚀问题，用NiCoP原位构建钝化层，有效缓解间歇性电解的阴极失活，实现0.5 A cm?²下间歇性电解海水10,000小时无衰减（<0.2% khr?¹)。基于以上研究，研制全球首个 MW级工业海水电解系统，并验证能效与稳定性。

▌个人简介：

王宁，海南大学，国家重点研发计划首席科学家、英国皇家化学会Fellow。主要从事海洋资源开发利用、海洋环境铀资源富集等相关研究，在Nature Sustainability、Nature Communications、Angewandte Chemie等国际SCI期刊上发表论文200余篇，主持国家重点研发计划、国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金委联合基金项目等科研项目多项。

▌报告主题：

海洋环境铀富集及核素检测研究

▌报告摘要：

铀是核电产业的关键基础原料，但我国是贫铀国家，陆地铀矿资源较为匮乏，现阶段铀资源获取主要依赖进口，严重受制于人。海水中铀资源总量巨大，达45亿吨，海水铀资源的高效获取是满足我国长期铀资源需求的重要途径。围绕海水提铀技术实际应用面临的关键科学问题和技术问题，在海水提铀吸附剂吸附容量提升，海水铀酰识别选择性提升、海洋生物污损防控等领域开展了多项研究工作，研究成果对海水提铀技术的发展具有积极的促进作用。同时也开展了核素检测相关研究。