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源頭減量,末端利用!這兩項與“碳”相關的“黑科技”上榜了

來源:中國環(huán)境 時間:2023-01-17 11:44:56

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把二氧化碳“變廢為寶”,將海水電解制氫……隨著“雙碳”目標的提出,綠色技術創(chuàng)新對綠色低碳發(fā)展的關鍵支撐作用愈加凸顯。

近日,由中國科學院、中國工程院主辦,中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦,中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2022年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞揭曉?!拔覈茖W家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸”“新技術可在海水里原位直接電解制氫”兩則報道技術助力減碳的新聞入選。

推進綠色低碳發(fā)展,科技創(chuàng)新是關鍵支撐。將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸這類高附加值化合物,是電子科技大學夏川課題組、中國科學院深圳先進技術研究院于濤課題組和中國科學技術大學曾杰課題組共同創(chuàng)建的一種二氧化碳轉化新路徑。這項技術通過電催化與生物合成相結合,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,還可能為我國保障糧食安全助力。

如果說二氧化碳轉化為葡萄糖和脂肪酸,能為二氧化碳找到消納的渠道。那么,中國工程院院士謝和平與他指導的深圳大學、四川大學博士生團隊,以物理力學與電化學相結合的全新思路,建立相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解制氫全新原理與技術,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,氫能是氫的化學能,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、冶金等生產方法的重要選擇。

由于淡水資源緊缺,向大海要水是未來氫能發(fā)展的重要方向。但復雜的海水成分(約92種化學元素)導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雜且成本高昂。

電解海水制氫新技術徹底隔絕了海水離子,實現(xiàn)了無淡化過程、無副反應、無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,有望與海上可再生能源相結合,構建無淡化、無額外催化劑工程、無海水輸運、無污染處理的海水原位直接電解制氫工廠。

我國是人口眾多的發(fā)展中國家,產業(yè)結構偏重,能源結構“富煤貧油少氣”,工業(yè)化、城鎮(zhèn)化仍在發(fā)展過程中,在實現(xiàn)“碳中和”過程中,減排壓力較大。可以說,這兩項技術取得的突破對我國二氧化碳的源頭減量和末端利用都帶來了新方向。

事實上,“雙碳”目標提出后,我國高度重視相關技術的研發(fā)。在構建碳達峰碳中和“1+N”政策體系中,我國多次提出推動綠色低碳科技革命,加快先進適用技術研發(fā)和推廣應用。2022年,中央經濟工作會議強調,要狠抓綠色低碳技術攻關,推進綠色低碳技術研發(fā)和推廣應用?!丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》也明確提出,加快能源領域關鍵核心技術和裝備攻關。

推動綠色低碳技術取得重大突破,既是加快構建現(xiàn)代能源體系、推動能源高質量發(fā)展的必然要求,也是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的關鍵動力。近年來,相關科研機構、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)、儲能、光伏建筑一體化、智能電網等方面積極開展技術攻關,已經初顯成果。

業(yè)內專家表示,只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,以關鍵共性技術、前沿引領技術、現(xiàn)代工程技術、顛覆性技術創(chuàng)新為突破口,把創(chuàng)新主動權、發(fā)展主動權牢牢掌握在自己手中,才能在這一場綠色技術創(chuàng)新革命中走在世界前列。

如今,多項“雙碳”技術成功突破的案例,讓我們有理由相信,在我國的高度重視和相關企業(yè)、科研人員的努力下,高水平的“雙碳”科技創(chuàng)新將最終成為未來我國新興產業(yè)的主導,為我國走好生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳之路提供源源不斷的技術支撐。

附:

2022年中國十大科技進展新聞是:

1.? 中國天眼FAST取得系列重要進展

2.? 中國空間站完成在軌建造并取得一系列重大進展

3.? 我國科學家發(fā)現(xiàn)玉米和水稻增產關鍵基因

4.? 科學家首次發(fā)現(xiàn)并證實玻色子奇異金屬

5.? 我國科學家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸

6.? 我國迄今運載能力最大固體運載火箭“力箭一號”首飛成功

7.? “夸父一號”發(fā)射成功,并發(fā)布首批科學圖像

8.? 新技術可在海水里原位直接電解制氫

9.? 國家重大科技基礎設施“穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置”實現(xiàn)重大突破

10.“巔峰使命”珠峰科考創(chuàng)造多項新紀錄


2022年世界十大科技進展新聞是:

1.? 首個完整人類基因組序列公布

2.? 人造心臟研究取得重要進展

3.? 銀河系中心黑洞的首張照片面世

4.? 人類首次成功改變小行星軌道

5.? 美國首次成功在核聚變反應中實現(xiàn)“凈能量增益”

6.? 詹姆斯·韋布空間望遠鏡順利入軌 首次傳回照片

7.? 世界首臺百億億次超級計算機打破速度紀錄

8.? 豬蛋白角膜讓人重見光明

9.? 人工智能加速“原創(chuàng)”新蛋白質設計

10.科學家發(fā)現(xiàn)“四中子態(tài)”存在最明確證據


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