一、单位简介
2060研究院是上海科技大学与中国科学院上海高等研究院和上海应用物理研究所共同建设的校级科研机构，围绕国家“双碳”战略目标，聚焦未来清洁能源系统、化石资源低碳高效转化技术及其产业化应用等方向科技研究，开展碳中和相关新型工程科学学科建设，培养兼具创新能力和跨学科交叉的工程科学人才。
二、研究生培养简介
（一）培养目标
研究院将围绕国家“双碳”战略目标，培养一批具有多学科交叉与工程应用能力的工程型硕士研究生和博士研究生。
（二）培养方向
2060研究院本部硕士研究生有如下研究方向：
1．直接空气碳捕集多孔材料研究/数据驱动的退役高分子材料化学降解闭环优化研究，导师：章跃标
联系邮箱：zhangyb@shanghaitech.edu.cn
直接空气捕集多孔材料研究：直接空气捕集（Direct Air Capture, DAC）作为应对气候变化和实现碳中和的重要技术路径，正逐步从实验室研究迈向工程化和规模化应用。以金属有机框架（MOFs）等多孔材料为基础，围绕直接空气捕集（DAC）中固体吸附剂的关键科学与工程问题，开展系统研究。
数据驱动的退役高分子材料化学降解闭环优化研究：本课题针对退役高分子材料的可控化学降解问题，构建集实验设计、数据采集与智能建模于一体的闭环优化研究体系，通过系统开展多变量降解实验，采集材料结构演变、降解动力学及产物分布等关键数据，建立数据驱动的降解行为预测模型，并利用模型反向指导实验条件迭代优化，实现降解效率与选择性的协同提升，为退役高分子材料的智能化化学回收提供可推广的方法论基础。
2．面向CO₂加氢制绿色燃料的高效催化体系设计与构效研究/废弃塑料循环利用，导师：王慧
联系邮箱：wanghui2@shanghaitech.edu.cn
面向CO₂加氢制绿色燃料的高效催化体系设计与构效研究: 本课题旨在针对“双碳”目标下能源结构转型与绿色低碳发展的重大战略需求，聚焦于CO₂加氢制备绿色液体燃料这一前沿方向，开展高效催化体系的创新设计与构效关系研究。研究将围绕催化剂活性位点的精准构筑、金属-载体相互作用的理性调控以及反应路径的深入解析，旨在突破当前CO₂转化率与目标产物选择性难以协同优化的技术瓶颈，为开发具有自主知识产权的高效催化技术提供科学基础和核心材料，助力我国绿色能源技术与产业发展。
废弃塑料循环利用: 本课题聚焦于废弃塑料的化学循环利用技术，旨在通过催化转化等先进方法，将难以物理回收的混合废塑料高值化转化为石脑油、可持续航空燃料等关键化学品与燃料。研究方向包括开发高效、低成本的催化体系（如非贵金属催化剂），实现聚烯烃等废塑料向石脑油的选择性转化，进而通过蒸汽裂解生产烯烃单体，构建“塑料-石脑油-新塑料”的闭环循环；同时探索将废塑料油化产物进一步精炼制备可持续航空燃料的技术路径。该研究不仅为白色污染治理提供新方案，亦对节约石油资源、降低碳排放具有重要意义，是服务绿色低碳发展的前沿方向。
3．基于材化关键单元的低碳能源技术AI化数据底座与决策优化方法，导师：王慧
联系邮箱：zouchzh@shanghaitech.edu.cn
本课题以典型低碳能源技术为对象，从材料与化工关键单元入手，构建过程参数—成熟度—适用场景—减碳效益的AI化数据处理体系，实现各类技术路线在设定基准下的可比评估，形成评价模板与数据底座，支撑园区/城市能源系统低碳方案的决策与优化。
4．超临界二氧化碳绿色喷涂装备的研制及应用/生物质固体氧化物燃料电池系统集成研究/余热驱动吸收、解吸增效（TDSAT）技术研究与工程验证/面向物性跃变区的能源系统智能设计范式研究，导师：叶爽
联系邮箱：yeshuang@shanghaitech.edu.cn
超临界二氧化碳(sCO2)绿色喷涂技术的研制及应用：
本方向致力于从源头解决涂装行业VOCs排放问题，发展sCO2喷涂技术，致力于突破现有溶剂型涂料的挥发瓶颈，建立集溶解模型构建与流体动力学研究于一体的绿色涂装新体系。研究内容深度融合了化学工程、流体力学、材料科学与环境工程等多学科，聚焦于高压多元体系下的多尺度能质转化过程：基于化工热力学与多元相图理论，研究sCO2-共溶剂-涂料树脂体系的溶解行为与相平衡规律，探索共溶剂对树脂的促溶机制；进而，基于溶解模型构建多尺度多相流体系的能质转化过程，利用计算流体力学（CFD）模拟探究喷嘴内外的流体动力学特性与雾化机理，揭示溶解行为对雾化效果的影响规律。在研究方法上，注重理论深度与工程实践的结合，通过热力学计算与多物理场仿真，从分子尺度到设备尺度揭示sCO2喷涂过程的能质传递机制，为工艺优化与装备研制提供理论指导。在技术层面，充分利用ScCO2的低粘度、高扩散性和环保特性，实现涂装过程的高效、清洁转化。通过本方向的研究，旨在培养具备多学科交叉背景、能够解决复杂能源与环境问题的高层次人才。
生物质固体氧化物燃料电池系统集成研究：
作为一种碳中性能源——生物质的高效利用技术备受关注。本方向致力于开发下一代高效生物质利用技术——直接生物质燃料电池。针对现有生物质气化-发电流程复杂、效率受限的瓶颈，本方向基于固体氧化物燃料电池（SOFC）原理，致力于突破传统SOFC的燃料限制，构建生物质直接注入与化学热电联产的新型发电系统。研究内容深度融合了工程热物理、电化学、材料科学与化工系统工程，聚焦于高温熔融态多相流体系内的能质转化过程：探索生物质在熔融阳极仓内中的热裂解机理与合成气生成规律，研究熔融态金属界面电化学反应动力学，揭示熔体内多相流传质传热特性。在研究方法上，注重理论深度与工程实践的结合，通过热力学计算与多物理场仿真，从原子尺度到系统尺度揭示熔融态电极的工作机制，为实验研究提供理论指导。在技术层面，充分利用熔融阳极仓的高污染物耐受性和储能特性，实现生物质资源的高效、清洁转化。通过本方向的研究，旨在培养具备多学科交叉背景、能够解决复杂能源系统问题的高层次人才。
余热驱动吸收、解吸增效（TDSAT）技术研究与工程验证：
中低温工业余热占工业能耗70%以上，其高效利用是同时实现“能效提升”与“深度脱碳”的关键。本方向致力于发展下一代余热利用技术——热驱动吸收/解吸增效技术（TDADT）。针对现有技术中工质升温/降温过程难以匹配变温热源降温/升温过程、夹点温差大导致势差损失严重的瓶颈，本方向基于吸收/解吸循环原理，致力于突破传统工质对的性能限制，构建工质对特性曲线与热源曲线主动匹配的新型能量转化系统。
本研究聚焦于吸收/解吸循环内的能质转化过程：探索离子液体、溴化锂、氨水等工质对的分子结构与吸收/解吸特性曲线的内在关联，系统研究其在吸收/解吸循环中的热-质传递耦合机制，揭示通过调节工质浓度、流量实现特性曲线主动匹配的调控规律，构建覆盖“分子设计—过程调控—系统集成”全链条的研究体系。以此为基础，进一步探索吸收/解吸循环替代部分机械压缩功的“以热代功”机制，将同一核心思想拓展至燃气轮机余热回收增效、超临界CO2循环热驱动压缩、余热驱动低能耗碳捕集等多个工业场景。
在研究方法上，注重理论深度与工程实践的结合，通过分子动力学模拟与多物理场仿真，以期从分子尺度到系统尺度揭示工质对特性与变温热源匹配的工作机制，为实验研究提供理论指导。
本方向深度融合材料科学与化学工程、能源与动力工程专业，旨在培养具备多学科交叉背景、能够解决复杂能源系统问题的高层次人才。
面向物性跃变区的能源系统智能设计范式研究：
能源与化工系统的创新设计是实现“双碳”目标的核心路径。然而，在涉及反应、相变及临界区等复杂过程中，工质常经历剧烈的非线性突变，导致传统设计方法因无法准确表征突变过程而失效，造成系统结构与过程严重失配，形成设计的“盲区”与效率瓶颈。为此，本研究旨在构建“物性-结构-参数”统一表征与智能决策的新型设计体系，通过增加物性维度突破传统方法在处理多维变量强耦合时的求解难题。
研究聚焦于非线性突变区内的能质转化与系统构建过程：探索温度分级、压力分级、浓度分级等多维度势差场的协同机制，系统研究突变过程与系统拓扑结构演化的耦合规律，揭示实现复杂系统高效求解的调控机理，构建覆盖“机理认知—拓扑生成—系统集成”全链条的研究体系。以此为基础，将核心技术思想拓展至固体氧化物燃料电池-燃气轮机（SOFC-GT）混合系统、超临界二氧化碳（sCO2）循环、Kalina循环及复杂化工反应网络等多个应用场景，实现从理论方法到工业应用的完整闭环。
在研究方法与人才培养上，注重理论深度与工程实践的结合，通过热力学计算、多物理场仿真与智能优化算法，从分子尺度到系统尺度揭示非线性突变对系统构型的决定性机制；深度融合化学工程、工程热物理与人工智能专业，旨在培养具备多学科交叉背景、能够解决复杂能源与化工系统设计难题的高层次人才。
5．金属氧化物载氧体热化学循环储热特性实验与模拟研究，导师：黄伟光
联系邮箱：zhoumx@shanghaitech.edu.cn
以金属氧化物合成钙钛矿型颗粒材料，开展其还原储热、氧化释热的循环储热性能测试与评价，开展移动床/鼓泡床形式储热反应器的冷热态测试、数值模拟建模验证。
6．生物质气化多流态气固流动特性与复合载体性能实验及数值模拟研究，导师：黄伟光
联系邮箱：liurch1@shanghaitech.edu.cn
本课题面向生物质高品质合成气制备需求，聚焦于多流态气固流动、复合载体、反应耦合及反应器构型：（1）开展多流态（鼓泡、湍动、快速流化、密相输运等）条件下的气固流动特性实验；（2）开展复合载体多功能性能测试实验，研究不同流态或传热传质条件对载体材料反应行为与气化产物组成的影响；（3）构建气固流动-传热-化学反应多场耦合模型，结合物理信息机器学习，明确“颗粒浓度-湍流强度-焦油裂解率”关联，实现反应器内多物理场的预测与优化。
7．光催化分解水制氢耦合制备高附加值化学品，导师：马贵军
联系邮箱：magj@shanghaitech.edu.cn
光催化分解水制氢过程可实现将太阳能转化并储存为氢能的目标，其光氧化产物为氧气，附加值较低。本项目拟选取相应的有机氧化反应与光催化分解水还原反应过程进行耦合，在产氢的同时，制备高附加值的化学品。
8．光电-能源-信息交叉研究，导师：刘正新
联系邮箱：zhangzhs@shanghaitech.edu.cn
基于光电器件制备和光谱表征手段，广泛使用数据科学、高通量智能实验等新型研究范式，开展光电器件构筑和光电检测相关的新兴交叉学科研究。主要研究课题包括：光伏电池的机理-数据模型和器件构筑、垂直农业相关光电器件与能源系统优化、光电检测共性技术装备。
上述研究方向主要面向的应用场景：太阳光分频综合利用垂直农业系统、钙钛矿光伏的材料-工艺-生产决策模型、高通量智能光电检测应用、植物工厂具身智能化生产决策体系。
9．太阳能光电化学制氢，例如纳米半导体材料制备、材料表面工程及光电化学制氢性能与机理分析，导师：王晓丹
联系邮箱：wangxd2@shanghaitech.edu.cn
(1)新型纳米半导体材料：设计、合成、表面改性及物理化学性能表征
(2)结构表征如XRD、SEM、TEM/EELS和XPS；光电化学性能测试如传统光电化学测试实现对光阳极的光电流密度、载流子浓度及法拉第效率等表征等
(3)实验和理论相结合深入探究光生载流子在半导体内部以及半导体/电解液界面转移机理
三、招生专业及要求
（一）招生专业
材料与化工（085600）。
（二）招生要求
1、基础知识扎实，有较强的动手能力与科研探索精神。
2、满足我校研究生招生要求。
四、招生咨询
后续请持续关注网站通知
咨询请联系秦老师，admission.icn@shanghaitech.edu.cn
**如有与国家新出台的招生政策或上海市相关文件不符的事项，以上级单位新政策或文件要求为准。
