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“】【二】【氧】【化】【碳】【分】【子】【式】【的】【排】【列】【就】【像】【两】【个】【人】【紧】【紧】【拉】【着】【手】【,】【这】【种】【结】【构】【让】【二】【氧】【化】【碳】【分】【子】【极】【具】【化】【学】【惰】【性】【。】【我】【们】【要】【做】【的】【就】【是】【强】【迫】【它】【在】【相】【对】【温】【和】【的】【条】【件】【下】【与】【别】【的】【物】【质】【发】【生】【反】【应】【,】【把】【它】【变】【废】【为】【宝】【。】【”】【在】【天】【津】【大】【学】【化】【工】【学】【院】【巩】【金】【龙】【教】【授】【眼】【里】【,】【如】【何】【催】【化】【“】【懒】【惰】【”】【的】【二】【氧】【化】【碳】【是】【实】【现】【其】【变】【废】【为】【宝】【的】【关】【键】【。】 在】【过】【去】【3】【年】【中】【,】【巩】【金】【龙】【团】【队】【在】【国】【家】【重】【点】【研】【发】【计】【划】【项】【目】【的】【支】【持】【下】【,】【通】【过】【深】【入】【研】【究】【二】【氧】【化】【碳】【化】【学】【催】【化】【转】【化】【过】【程】【,】【突】【破】【了】【二】【氧】【化】【碳】【资】【源】【化】【所】【面】【临】【的】【能】【耗】【高】【、】【效】【率】【低】【、】【产】【品】【附】【加】【值】【低】【等】【瓶】【颈】【问】【题】【,】【为】【其】【转】【化】【利】【用】【技】【术】【的】【大】【范】【围】【推】【广】【奠】【定】【了】【科】【学】【基】【础】【,】【研】【究】【成】【果】【处】【于】【世】【界】【领】【先】【水】【平】【。】 全】【世】【界】【每】【天】【有】【大】【量】【二】【氧】【化】【碳】【被】【排】【放】【到】【大】【气】【中】【,】【资】【源】【化】【高】【效】【利】【用】【是】【实】【现】【减】【排】【的】【重】【要】【途】【径】【,】【同】【时】【也】【是】【一】【个】【世】【界】【性】【难】【题】【。】【一】【直】【以】【来】【,】【我】【国】【使】【用】【的】【常】【规】【二】【氧】【化】【碳】【转】【化】【技】【术】【都】【需】【要】【高】【温】【、】【高】【压】【和】【催】【化】【剂】【,】【获】【取】【这】【些】【条】【件】【离】【不】【开】【能】【源】【的】【使】【用】【。】【在】【我】【国】【以】【煤】【炭】【为】【主】【的】【能】【源】【背】【景】【下】【,】【传】【统】【技】【术】【会】【导】【致】【额】【外】【的】【二】【氧】【化】【碳】【的】【排】【放】【。】 “】【不】【能】【在】【转】【化】【过】【程】【中】【产】【生】【新】【的】【二】【氧】【化】【碳】【,】【否】【则】【就】【成】【了】【拆】【东】【墙】【补】【西】【墙】【。】【转】【化】【得】【算】【总】【账】【,】【转】【化】【量】【大】【于】【排】【放】【量】【才】【划】【算】【,】【我】【们】【的】【目】【标】【是】【零】【排】【放】【,】【让】【二】【氧】【化】【碳】【实】【现】【净】【转】【化】【。】【”】【巩】【金】【龙】【团】【队】【一】【开】【始】【就】【选】【择】【了】【一】【条】【最】【难】【的】【、】【也】【是】【标】【准】【最】【高】【的】【道】【路】【。】 二】【氧】【化】【碳】【转】【化】【的】【难】【度】【在】【于】【,】【其】【分】【子】【结】【构】【极】【其】【稳】【定】【,】【转】【化】【需】【要】【注】【入】【很】【高】【的】【能】【量】【,】【且】【二】【氧】【化】【碳】【转】【化】【的】【路】【径】【复】【杂】【,】【转】【化】【后】【产】【物】【众】【多】【、】【纯】【度】【不】【佳】【。】【因】【此】【转】【化】【路】【径】【和】【催】【化】【剂】【的】【选】【择】【极】【其】【重】【要】【。】 巩】【金】【龙】【团】【队】【把】【目】【光】【聚】【焦】【到】【太】【阳】【能】【。】【“】【太】【阳】【能】【是】【自】【然】【界】【取】【之】【不】【尽】【用】【之】【不】【竭】【的】【绿】【色】【能】【源】【。】【”】【巩】【金】【龙】【说】【,】【他】【们】【想】【到】【了】【树】【叶】【的】【光】【合】【作】【用】【,】【一】【片】【树】【叶】【通】【过】【光】【合】【作】【用】【,】【吸】【收】【光】【能】【,】【把】【二】【氧】【化】【碳】【和】【水】【转】【变】【为】【富】【能】【的】【有】【机】【物】【,】【同】【时】【释】【放】【氧】【气】【。】【但】【是】【树】【叶】【的】【能】【量】【转】【化】【效】【率】【太】【低】【了】【,】【只】【有】【0】【.】【1】【%】【—】【1】【%】【。】【“】【我】【们】【要】【做】【的】【催】【化】【剂】【就】【像】【是】【一】【片】【能】【量】【转】【化】【效】【率】【是】【普】【通】【树】【叶】【百】【倍】【的】【人】【工】【树】【叶】【。】【”】【利】【用】【太】【阳】【能】【,】【人】【工】【树】【叶】【在】【催】【化】【剂】【的】【作】【用】【下】【把】【水】【和】【二】【氧】【化】【碳】【高】【效】【地】【转】【化】【为】【甲】【醇】【、】【甲】【烷】【等】【含】【碳】【分】【子】【,】【直】【接】【就】【可】【以】【作】【为】【燃】【料】【再】【次】【利】【用】【。】 要】【实】【现】【“】【人】【工】【树】【叶】【”】【的】【设】【想】【,】【需】【要】【建】【立】【新】【型】【二】【氧】【化】【碳】【催】【化】【转】【化】【反】【应】【体】【系】【,】【找】【到】【更】【高】【效】【的】【催】【化】【剂】【。】【然】【而】【这】【种】【开】【创】【性】【的】【研】【究】【实】【在】【太】【前】【沿】【。】【回】【忆】【起】【最】【初】【的】【研】【究】【,】【巩】【金】【龙】【感】【慨】【地】【说】【:】【“】【我】【们】【的】【研】【究】【完】【完】【全】【全】【是】【从】【零】【开】【始】【的】【。】【”】 从】【0】【到】【1】【的】【转】【变】【是】【场】【异】【常】【艰】【辛】【的】【跋】【涉】【。】【首】【先】【,】【进】【行】【实】【验】【的】【设】【备】【没】【有】【现】【成】【的】【商】【业】【化】【装】【置】【可】【以】【购】【买】【,】【全】【靠】【研】【究】【团】【队】【自】【己】【探】【索】【设】【计】【开】【发】【。】【从】【绘】【图】【设】【计】【,】【到】【材】【料】【、】【工】【具】【的】【选】【择】【,】【到】【最】【终】【动】【手】【安】【装】【都】【是】【靠】【科】【研】【人】【员】【自】【己】【完】【成】【。】【其】【次】【,】【选】【择】【哪】【种】【催】【化】【剂】【更】【高】【效】【,】【也】【全】【靠】【摸】【索】【着】【尝】【试】【,】【实】【验】【失】【败】【几】【乎】【成】【了】【常】【态】【。】 “】【虽】【然】【没】【仔】【细】【统】【计】【过】【,】【但】【是】【不】【夸】【张】【地】【说】【,】【我】【们】【进】【行】【了】【上】【万】【次】【实】【验】【,】【失】【败】【、】【总】【结】【、】【调】【整】【方】【案】【,】【而】【后】【再】【进】【行】【实】【验】【。】【那】【段】【时】【间】【几】【乎】【每】【天】【都】【这】【样】【周】【而】【复】【始】【循】【环】【地】【工】【作】【着】【。】【”】【巩】【金】【龙】【回】【忆】【说】【。】 在】【研】【发】【过】【程】【中】【,】【巩】【金】【龙】【团】【队】【还】【面】【临】【着】【来】【自】【美】【国】【和】【日】【本】【同】【行】【的】【激】【烈】【竞】【争】【。】【在】【这】【种】【压】【力】【和】【动】【力】【下】【,】【团】【队】【的】【科】【研】【人】【员】【每】【天】【都】【在】【和】【时】【间】【赛】【跑】【。】 最】【终】【他】【们】【经】【过】【三】【年】【多】【的】【研】【究】【,】【实】【现】【了】【利】【用】【太】【阳】【能】【、】【氢】【能】【等】【绿】【色】【能】【源】【,】【在】【温】【和】【条】【件】【下】【进】【行】【二】【氧】【化】【碳】【的】【高】【效】【转】【化】【,】【建】【立】【了】【新】【型】【的】【“】【光】【电】【催】【化】【二】【氧】【化】【碳】【还】【原】【”】【“】【二】【氧】【化】【碳】【加】【氢】【还】【原】【”】【途】【径】【,】【打】【通】【了】【从】【二】【氧】【化】【碳】【到】【液】【体】【燃】【料】【和】【高】【附】【加】【值】【化】【学】【品】【的】【绿】【色】【转】【化】【通】【道】【,】【实】【现】【了】【将】【二】【氧】【化】【碳】【还】【原】【为】【甲】【醇】【和】【其】【他】【碳】【氢】【燃】【料】【的】【新】【突】【破】【。】【在】【转】【化】【过】【程】【中】【,】【其】【含】【碳】【产】【物】【的】【产】【率】【高】【达】【9】【2】【.】【6】【%】【,】【其】【中】【甲】【醇】【的】【选】【择】【性】【为】【5】【3】【.】【6】【%】【,】【达】【到】【世】【界】【领】【先】【水】【平】【。】【相】【关】【研】【究】【成】【果】【作】【为】【封】【面】【热】【点】【论】【文】【,】【在】【《】【德】【国】【应】【用】【化】【学】【》】【《】【能】【源】【与】【环】【境】【科】【学】【》】【等】【国】【际】【知】【名】【期】【刊】【上】【发】【表】【。】 这】【个】【“】【接】【地】【气】【”】【的】【研】【究】【就】【是】【针】【对】【目】【前】【二】【氧】【化】【碳】【转】【化】【过】【程】【经】【济】【性】【不】【佳】【的】【状】【况】【,】【通】【过】【“】【离】【子】【液】【体】【协】【同】【催】【化】【转】【化】【”】【“】【非】【碱】【性】【矿】【矿】【化】【利】【用】【”】【等】【措】【施】【,】【使】【用】【更】【高】【效】【的】【催】【化】【剂】【,】【制】【备】【出】【高】【附】【加】【值】【的】【聚】【碳】【酸】【酯】【和】【钛】【白】【粉】【等】【精】【细】【化】【学】【品】【,】【为】【二】【氧】【化】【碳】【矿】【化】【转】【化】【的】【产】【业】【化】【应】【用】【奠】【定】【基】【础】【。】 巩】【金】【龙】【介】【绍】【,】【我】【国】【目】【前】【每】【年】【有】【2】【0】【0】【0】【万】【吨】【含】【钛】【、】【铝】【等】【成】【分】【的】【炼】【钢】【高】【炉】【渣】【无】【法】【得】【到】【利】【用】【。】【他】【们】【的】【技】【术】【可】【以】【在】【矿】【化】【固】【定】【二】【氧】【化】【碳】【的】【同】【时】【,】【高】【效】【回】【收】【钛】【、】【铝】【等】【金】【属】【元】【素】【,】【而】【矿】【化】【过】【程】【中】【得】【到】【的】【高】【纯】【度】【钛】【白】【粉】【可】【以】【应】【用】【于】【染】【料】【制】【作】【,】【实】【现】【了】【高】【炉】【渣】【的】【资】【源】【化】【充】【分】【利】【用】【。】【目】【前】【,】【这】【项】【技】【术】【的】【二】【氧】【化】【碳】【矿】【化】【效】【率】【达】【到】【了】【2】【0】【0】【公】【斤】【/】【吨】【(】【非】【碱】【性】【矿】【)】【,】【为】【世】【界】【最】【高】【水】【平】【。】【如】【今】【,】【研】【究】【团】【队】【正】【在】【开】【展】【年】【处】【理】【3】【0】【0】【吨】【含】【钛】【高】【炉】【渣】【制】【备】【高】【纯】【度】【钛】【白】【粉】【的】【扩】【大】【试】【验】【。】