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追光者李灿院士:“液体太阳”——人类的清洁能源

 粉体人 2021-01-28

化石资源的过度利用将造成能源危机、全球变暖和环境污染等严峻的生态问题。若全球变暖以目前速度持续下去,将给人类导致极其可怕的灾难。目前,我国面临的突出问题是汽油、柴油等液体燃料的短缺,经济的可持续发展离不开能源的可持续发展,而能源低碳是资源可持续发展、环境友好、生态文明的途径。

如何实现能源低碳?李灿院士为我们总结为三步:


▍第一,化石能源的高效、清洁转化,辅之以节能。通过绿色发展,小幅减排二氧化碳,但这并不能根本上解决碳排放的问题;

▍第二,化石能源与可再生能源优化互补。不能一次性完全切断化石能源,而是一步步与可再生能源互补优化,大幅减排二氧化碳;

▍第三,完全使用可再生能源,实现绿色、零碳排放,从根本上解决问题。这其中存在两个技术层面的问题:可再生能源储能和转化问题、液体燃料合成问题。

太阳燃料的实质就是利用太阳能等可再生能源将水和二氧化碳转化为甲醇燃料,也称为“液体阳光”。生产太阳燃料的关键技术就是将水分解成氢气和氧气,氢气再和二氧化碳反应产生甲醇和水,太阳燃料合成可以将分散的太阳能收集、长期储存,适应随机能源应用市场需求。每吨太阳燃料甲醇相当于储存约10000度电,100万吨甲醇就相当于100亿度电。

在太阳燃料合成过程中,有两个关键催化技术,一是高效、廉价、稳定的分解水(光)电催化剂,能量转换效率可达80%以上,二是廉价、高选择性二氧化碳加氢制甲醇催化剂。多年来,李灿院士及其团队从原子、分子以及纳米尺度去理解催化作用的本质,揭示催化剂结构与催化性能之间的本质联系,经过不懈的努力,他们终于攻克太阳燃料合成的这两个关键。


人物简介:


李灿


===工作经历===

2003年当选中国科学院院士,2005年当选第三世界科学院院士,2008年当选欧洲人文和自然科学院外籍院士、英国皇家化学学会会士。任中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹)主任,中法催化联合实验室中方主任,英国石油公司与中国科学院大连化学物理研究所能源创新实验室主任,兼任中国科学技术大学材料与化学学院院长。


===发表论文及专著===

在国内外学术刊物发表正式论文700余篇(总他引次数超过15000次)。在国际Elsevier Science B.V.和Wiley出版系列中主编专著多部。获得发明专利授权70余件。重要国际会议大会邀请报告和主旨报告近百次。


===研究方向===

主要从事催化材料、催化反应和催化光谱表征方面的研究,研制了具有自主知识产权的国内第一台用于催化材料研究的紫外共振拉曼光谱仪并开始商品化生产;在国际上最早利用紫外拉曼光谱解决分子筛骨架杂原子配位结构等催化领域的重大问题;最近发展短波长手性拉曼光谱和光电超快及成像光谱技术,发展了纳米笼中的手性催化合成、汽油和柴油超深度脱硫技术等并已工业化;从2001年起,致力于太阳能转化和利用科学研究,包括太阳能光(电)催化分解水、二氧化碳还原等人工光合成研究和新型太阳电池探索研究等。先后在国际上提出了异相结、双功能助催化剂和晶面间促进光生电荷分离的新概念,在光电催化领域,提出了助催化剂、空穴储存层、界面态能级调控等重要策略,为高效太阳能转化体系构筑提供了科学基础。


===荣誉、获奖===

先后获得中国科学院自然科学二等奖(1993年),中国青年科学家奖(1993年),香港求是科技基金杰出青年学者奖(1997年),中国杰出青年科学家奖(1998年),国家科技发明二等奖(1999年),国际催化奖(2004年,国际催化领域的最高荣誉,每四年一次,每次一人),中国科学院杰出科技成就奖(2005年),何梁何利科学技术进步奖(2005年),国家自然科学二等奖(2011年),中国催化成就奖(2014),辽宁省自然科学一等奖(2015年)等。


===社会工作===

曾任催化基础国家重点实验室主任(1998-2014)、中国物理学会光散射委员会主任(2005-2009)、中国化学会催化委员会主任(2005-2012)、中国分子光谱学会主任(2008-2012)、国际催化学会理事会主席(2008-2012),亚太催化学会主席(2014-2017),及第16届国际催化大会(ICC16)主席。担任Chemical Communications副主编及包括Journal of Catalysis在内的12种国际刊物的编委和国际顾问,“催化学报”共同主编及国内10余种刊物编委。被聘为兰州大学、中国科学技术大学、清华大学、北京大学、南京大学、吉林大学、南开大学、大连理工大学、中山大学、华南理工大学、东北师范大学、陕西师范大学等多所大学兼职教授和/或荣誉教授,皮埃尔玛丽居里大学2002/2003年度外聘教授,昆士兰大学荣誉教授,香港浸会大学杰出客座教授等。

信息来源:


兰州大学官网

澎湃新闻,李灿院士:太阳燃料是实现低碳能源的主要途径

中国能源报,中国科学院院士李灿:“液体阳光”是实现低碳能源的主要途径

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