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“神奇化學(xué)”探討人類走向綠色未來的方向

在當(dāng)今人口爆炸的時代,人口數(shù)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(huán)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(xué)”的論壇在上海圖書館舉行,加州大學(xué)伯克利分校教授楊培東、廈門大學(xué)教授鄭南峰、中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員陳立桅等共話“神奇化學(xué)”,探討人類走向綠色未來的方向。

是否可以用化學(xué)的方法直接產(chǎn)生人類生產(chǎn)、生活所需要的能源?用新材料“優(yōu)化”化學(xué)工業(yè),能讓它更環(huán)保?或者對能源進行更高效的利用,在節(jié)約能源的同時也給人類的生活帶來便利?

化學(xué)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(xué)反應(yīng),讓化工生產(chǎn)更高效,副產(chǎn)物排放更少。他為大家講解了“自然界的還原酶”在工業(yè)上的指導(dǎo)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(xué)工業(yè),人們心里便有些忐忑,認為可能會產(chǎn)生污染。“其實通過技術(shù)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(zhì)更高。隨著研究進展,可以讓“黑箱”慢慢打開,了解哪些更環(huán)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(huán)保為導(dǎo)向,介紹了未來的“電池研發(fā)”規(guī)劃。從“電池材料”入手,未來的電池領(lǐng)域?qū)⒅塾趦湄S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(fā)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(chǎn)生和儲存綠色資源的機制都了解了,能否實現(xiàn)真正的人工能源轉(zhuǎn)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(tài)陽光”,即二氧化碳加上水、加上太陽能,就可轉(zhuǎn)化成氧氣和人類所需要的一些重要化學(xué)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(dǎo)體和催化劑,把二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)品。

2014年,該團隊研發(fā)的人工光合作用系統(tǒng),將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率提高到8%—10%,遠超于綠色植物0.5%的轉(zhuǎn)化率。據(jù)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(zhuǎn)化成肥料,促進綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然這還只是未來的愿景。(張藝美 王 春)

關(guān)鍵詞: 神奇化學(xué) 綠色 未來
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