不是污染代名词 神奇化学能让世界更“绿”

2019-04-18 08:36 科技日报

打印 放大 缩小

在当今人口爆炸的时代,人口数量、人均能源消耗量不断增加,地球最主要的能量来源——化石能源逐渐减少,且在消耗过程中给环境带来巨大污染,人类该何去何从?

近日,一场围绕“新材料&新能源:让世界更‘绿色’的化学”的论坛在上海图书馆举行,加州大学伯克利分校教授杨培东、厦门大学教授郑南峰、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员陈立桅等共话“神奇化学”,探讨人类走向绿色未来的方向。

是否可以用化学的方法直接产生人类生产、生活所需要的能源?用新材料“优化”化学工业,能让它更环保?或者对能源进行更高效的利用,在节约能源的同时也给人类的生活带来便利?

化学新能源、绿色新材料,这些新型的绿色人工资源,让我们从多角度向可替代绿色资源展开研究。郑南峰教授在演讲中介绍了如何用催化剂精准控制化学反应,让化工生产更高效,副产物排放更少。他为大家讲解了“自然界的还原酶”在工业上的指导作用。

离开很多材料,人类的生活将没有那么舒服及多姿多彩,但一看这些材料来自化学工业,人们心里便有些忐忑,认为可能会产生污染。“其实通过技术的进步,我们是可以解决这些问题的。”郑南峰说,催化剂就像是“黑箱子”一样,可以让污染物更少,材料品质更高。随着研究进展,可以让“黑箱”慢慢打开,了解哪些更环保。他希望在未来,我们的化工不再有污染。

陈立桅演讲主题是“小电池与它的大影响”。他以电池储存为主题,绿色环保为导向,介绍了未来的“电池研发”规划。从“电池材料”入手,未来的电池领域将着眼于储备丰富的材料,比如钠、镁、铝和有机物,甚至绿色生物材料。随着电池研发工具不断丰富,他们将通过高精度电子显微镜、散裂中子源、同步辐射光源、自由电子激光器等深入研究材料的电子特性。

在陈立桅看来,电池对我们的未来影响巨大。它可以使人类生活更加绿色、更加智能、更加移动。

如果产生和储存绿色资源的机制都了解了,能否实现真正的人工能源转化呢?杨培东在讲座中详细地介绍了“人工光合”的过程,分享的主题是“液态阳光”,即二氧化碳加上水、加上太阳能,就可转化成氧气和人类所需要的一些重要化学品。

杨培东介绍,在2003年的时候,其研究团队启动了太阳神计划,目的是模仿自然界,利用半导体和催化剂,把二氧化碳转化成有用的产品。

2014年,该团队研发的人工光合作用系统,将太阳能转化为化学能的效率提高到8%—10%,远超于绿色植物0.5%的转化率。据了解,团队接下来的研究方向是通过氮气、太阳能将水和二氧化碳转化成肥料,促进绿色农业的发展。当然这还只是未来的愿景。

责任编辑:陶国琪(QT0003)