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不是污染代名詞?神奇化學能讓世界更“綠”

2019-04-18 14:07來源: 科技日報編輯:雪兒

    在當今人口爆炸的時代,人口數量、人均能源消耗量不斷增加,地球最主要的能量來源——化石能源逐漸減少,且在消耗過程中給環境帶來巨大污染,人類該何去何從?

  近日,一場圍繞“新材料&新能源:讓世界更‘綠色’的化學”的論壇在上海圖書館舉行,加州大學伯克利分校教授楊培東、廈門大學教授鄭南峰、中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員陳立桅等共話“神奇化學”,探討人類走向綠色未來的方向。

  是否可以用化學的方法直接產生人類生產、生活所需要的能源?用新材料“優化”化學工業,能讓它更環保?或者對能源進行更高效的利用,在節約能源的同時也給人類的生活帶來便利?

  化學新能源、綠色新材料,這些新型的綠色人工資源,讓我們從多角度向可替代綠色資源展開研究。鄭南峰教授在演講中介紹了如何用催化劑精準控制化學反應,讓化工生產更高效,副產物排放更少。他為大家講解了“自然界的還原酶”在工業上的指導作用。

  離開很多材料,人類的生活將沒有那么舒服及多姿多彩,但一看這些材料來自化學工業,人們心里便有些忐忑,認為可能會產生污染。“其實通過技術的進步,我們是可以解決這些問題的。”鄭南峰說,催化劑就像是“黑箱子”一樣,可以讓污染物更少,材料品質更高。隨著研究進展,可以讓“黑箱”慢慢打開,了解哪些更環保。他希望在未來,我們的化工不再有污染。

  陳立桅演講主題是“小電池與它的大影響”。他以電池儲存為主題,綠色環保為導向,介紹了未來的“電池研發”規劃。從“電池材料”入手,未來的電池領域將著眼于儲備豐富的材料,比如鈉、鎂、鋁和有機物,甚至綠色生物材料。隨著電池研發工具不斷豐富,他們將通過高精度電子顯微鏡、散裂中子源、同步輻射光源、自由電子激光器等深入研究材料的電子特性。

  在陳立桅看來,電池對我們的未來影響巨大。它可以使人類生活更加綠色、更加智能、更加移動。

  如果產生和儲存綠色資源的機制都了解了,能否實現真正的人工能源轉化呢?楊培東在講座中詳細地介紹了“人工光合”的過程,分享的主題是“液態陽光”,即二氧化碳加上水、加上太陽能,就可轉化成氧氣和人類所需要的一些重要化學品。

  楊培東介紹,在2003年的時候,其研究團隊啟動了太陽神計劃,目的是模仿自然界,利用半導體和催化劑,把二氧化碳轉化成有用的產品。

  2014年,該團隊研發的人工光合作用系統,將太陽能轉化為化學能的效率提高到8%—10%,遠超于綠色植物0.5%的轉化率。據了解,團隊接下來的研究方向是通過氮氣、太陽能將水和二氧化碳轉化成肥料,促進綠色農業的發展。當然這還只是未來的愿景。

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