把二氧化碳“變廢為寶”,將海水電解制氫……隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,綠色技術(shù)創(chuàng)新對(duì)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵支撐作用愈加凸顯。
近日,由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院主辦,中國(guó)科學(xué)院學(xué)部工作局、中國(guó)工程院辦公廳、中國(guó)科學(xué)報(bào)社承辦,中國(guó)科學(xué)院院士和中國(guó)工程院院士投票評(píng)選的2022年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞揭曉?!拔覈?guó)科學(xué)家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸”“新技術(shù)可在海水里原位直接電解制氫”兩則報(bào)道技術(shù)助力減碳的新聞入選。
推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,科技創(chuàng)新是關(guān)鍵支撐。將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸這類(lèi)高附加值化合物,是電子科技大學(xué)夏川課題組、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院于濤課題組和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)曾杰課題組共同創(chuàng)建的一種二氧化碳轉(zhuǎn)化新路徑。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)電催化與生物合成相結(jié)合,以二氧化碳和水為原料,合成了葡萄糖和脂肪酸,為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。不僅可以有效利用二氧化碳,還可能為我國(guó)保障糧食安全助力。
如果說(shuō)二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖和脂肪酸,能為二氧化碳找到消納的渠道。那么,中國(guó)工程院院士謝和平與他指導(dǎo)的深圳大學(xué)、四川大學(xué)博士生團(tuán)隊(duì),以物理力學(xué)與電化學(xué)相結(jié)合的全新思路,建立相變遷移驅(qū)動(dòng)的海水無(wú)淡化原位直接電解制氫全新原理與技術(shù),則有望從源頭上減少二氧化碳的排放量。
氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn),是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),氫能是氫的化學(xué)能,作為一種清潔能源,其日漸成為鋼鐵、水泥、玻璃、塑料、化工、冶金等碳排放較高的企業(yè)替代舊有的煉鋼、冶金等生產(chǎn)方法的重要選擇。
由于淡水資源緊缺,向大海要水是未來(lái)氫能發(fā)展的重要方向。但復(fù)雜的海水成分(約92種化學(xué)元素)導(dǎo)致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn),先淡化后制氫工藝流程復(fù)雜且成本高昂。
電解海水制氫新技術(shù)徹底隔絕了海水離子,實(shí)現(xiàn)了無(wú)淡化過(guò)程、無(wú)副反應(yīng)、無(wú)額外能耗的高效海水原位直接電解制氫,即在海水里原位直接電解制氫,未來(lái),有望與海上可再生能源相結(jié)合,構(gòu)建無(wú)淡化、無(wú)額外催化劑工程、無(wú)海水輸運(yùn)、無(wú)污染處理的海水原位直接電解制氫工廠。
我國(guó)是人口眾多的發(fā)展中國(guó)家,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重,能源結(jié)構(gòu)“富煤貧油少氣”,工業(yè)化、城鎮(zhèn)化仍在發(fā)展過(guò)程中,在實(shí)現(xiàn)“碳中和”過(guò)程中,減排壓力較大??梢哉f(shuō),這兩項(xiàng)技術(shù)取得的突破對(duì)我國(guó)二氧化碳的源頭減量和末端利用都帶來(lái)了新方向。
事實(shí)上,“雙碳”目標(biāo)提出后,我國(guó)高度重視相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。在構(gòu)建碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策體系中,我國(guó)多次提出推動(dòng)綠色低碳科技革命,加快先進(jìn)適用技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用。2022年,中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào),要狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān),推進(jìn)綠色低碳技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用?!丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》也明確提出,加快能源領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備攻關(guān)。
推動(dòng)綠色低碳技術(shù)取得重大突破,既是加快構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展的必然要求,也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵動(dòng)力。近年來(lái),相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)也在加大研發(fā)力度,積極在氫能、碳捕集、利用與封存(CCUS)、儲(chǔ)能、光伏建筑一體化、智能電網(wǎng)等方面積極開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),已經(jīng)初顯成果。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,以關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新為突破口,把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中,才能在這一場(chǎng)綠色技術(shù)創(chuàng)新革命中走在世界前列。
如今,多項(xiàng)“雙碳”技術(shù)成功突破的案例,讓我們有理由相信,在我國(guó)的高度重視和相關(guān)企業(yè)、科研人員的努力下,高水平的“雙碳”科技創(chuàng)新將最終成為未來(lái)我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo),為我國(guó)走好生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳之路提供源源不斷的技術(shù)支撐。
附:
2022年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞是:
1.? 中國(guó)天眼FAST取得系列重要進(jìn)展
2.? 中國(guó)空間站完成在軌建造并取得一系列重大進(jìn)展
3.? 我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)玉米和水稻增產(chǎn)關(guān)鍵基因
4.? 科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)玻色子奇異金屬
5.? 我國(guó)科學(xué)家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸
6.? 我國(guó)迄今運(yùn)載能力最大固體運(yùn)載火箭“力箭一號(hào)”首飛成功
7.? “夸父一號(hào)”發(fā)射成功,并發(fā)布首批科學(xué)圖像
8.? 新技術(shù)可在海水里原位直接電解制氫
9.? 國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置”實(shí)現(xiàn)重大突破
10.“巔峰使命”珠峰科考創(chuàng)造多項(xiàng)新紀(jì)錄
2022年世界十大科技進(jìn)展新聞是:
1.? 首個(gè)完整人類(lèi)基因組序列公布
2.? 人造心臟研究取得重要進(jìn)展
3.? 銀河系中心黑洞的首張照片面世
4.? 人類(lèi)首次成功改變小行星軌道
5.? 美國(guó)首次成功在核聚變反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)“凈能量增益”
6.? 詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡順利入軌 首次傳回照片
7.? 世界首臺(tái)百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)打破速度紀(jì)錄
8.? 豬蛋白角膜讓人重見(jiàn)光明
9.? 人工智能加速“原創(chuàng)”新蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)
10.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“四中子態(tài)”存在最明確證據(jù)