以“新型碳材料”為主題的第三期“碳講堂”23日在滬舉行。會上，中國科學院院士、復(fù)旦大學教授趙東元以《“賣碳翁”的黃金時代》為題發(fā)表主旨演講，對新型碳材料的應(yīng)用和發(fā)展進行深入淺出的解讀。
碳元素構(gòu)成了人類物質(zhì)生活的基礎(chǔ)，白居易的《賣炭翁》讓人們在了解賣炭翁辛酸勞作和痛苦生活的同時，也展示了人類最早使用的碳元素——炭。趙東元指出，“此‘炭’非彼‘碳’，現(xiàn)在我們所講的新型碳材料，是從分子水平、元素的角度去理解的碳?！?/p>
2020年，中國提出了“2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標。趙東元說：“2030年達到碳達峰，我們沒有問題，但2060年達到碳中和，我們是有壓力的。因為很多國家從碳達峰到碳中和用了70多年，而我們只有30年時間，并且不要忘了我們還是發(fā)展中國家。”
有壓力的同時也意味著這一領(lǐng)域充滿機遇。趙東元說：“隨著新型碳材料的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)來到了‘賣碳翁’的黃金時代了，我們已經(jīng)不會‘十指黑’了，臉上也不會再有任何灰塵。”
“雙碳”目標下，“賣碳翁”們搶占先機的關(guān)鍵在于讓能源的利用效率不斷提高。眼下，風能、太陽能、海洋能雖是可持續(xù)發(fā)展的綠色能源，但這些技術(shù)目前還處于“嬰兒期”，都是間歇式的，短時間內(nèi)不可能挑起未來能源的重擔。
那未來能源的核心是什么？趙東元表示，是“低碳”，“就是讓碳含量減少，盡可能把煤、石油燒出來的東西變成高效、清潔的東西。把煤炭高效清潔化利用，把石油‘吃光榨干’?！?/p>
據(jù)趙東元介紹，石油加工就是靠多孔材料把石油裂解成今天用的汽柴油，汽柴油到了這么低的沸點時很容易高效燃燒，這樣開汽車、柴油車就能高效地利用原油。
而趙東元所做的“功能介孔材料”則是多孔材料領(lǐng)域最重要的發(fā)現(xiàn)之一，其中“有序介孔高分子和碳材料的創(chuàng)制和應(yīng)用”獲得了2020年度國家自然科學一等獎。據(jù)悉，目前功能介孔材料已經(jīng)作為催化劑在中石化加氫煉化的催化劑中使用，新技術(shù)全國推廣后每年可增產(chǎn)150萬噸航煤和柴油。
此外，功能介孔材料還在新能源領(lǐng)域得到應(yīng)用，“我們做一些隔熱材料，把熱保護住。另外我們把發(fā)明的介孔碳用在動力電池上，無論是中試還是產(chǎn)業(yè)化前期，我們都已經(jīng)做完了，還是非常好的?！壁w東元說。
當然，功能介孔材料在大規(guī)模普及和推廣時也面臨一些難題。趙東元指出，“首先是價錢。怎么樣既規(guī)?；a(chǎn)又要價格合適，這是一個非常大的問題，我們也在慢慢解決，通過生產(chǎn)工藝的改變和原料的使用慢慢降低成本；此外是壽命，提高壽命和解決快充，這些都是動力電池面臨的問題，介孔材料如果能夠使電池在壽命和倍率上進一步提高，真正能夠被市場接受，我相信發(fā)展前景還是非常廣闊的?！?/p>
在進行“低碳”的過程中，成本提高和能耗過大，已然成為制約新能源發(fā)展的共同問題。為解決這一難題，趙東元表示，“‘碳交易’就會變得十分重要?！薄疤冀灰住笔且环N基于市場的減排機制，其核心是將二氧化碳排放權(quán)視為一種商品進行交易。
“碳是最神奇的元素?！壁w東元一直強調(diào)，“今天給大家展示的只是碳的一個小角，我們還可以靠著無限想象創(chuàng)造系列材料，然后把這些材料轉(zhuǎn)化成可用的新能源，為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展做出貢獻?！?/p>
