科技让化工产业结出低碳的果实

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唐群委：利用海洋优势 向自然界要能源

       太阳能发电已经不是新词汇，但是现有的技术条件下，能源转化率还并不能满足人们日常的需求。该如何突破这个技术关口?大自然当中除了太阳能之外还有什么可再生能源可以为人所用?中国海洋大学的唐群委教授在这方面有所突破：“染料敏化太阳能电池比较常见，但是存在铂电极溶解的问题。我给铂电极接上一个过渡金属，形成了一个保护的装置，就能有效抑制电极溶解的问题。而且对于光敏物质的改良，我选取了一种来自海洋生物的多糖，在光照下可以使电子呈现出激发态，从而由光能转化为电能。” 

       “对于全无机钙钛矿太阳能电池的研究，通过实验，我发现4层钙钛矿层的电池电子传输最佳，经过进一步优化，在修饰了碳层和钙钛矿层后，能量转化率由之前的6.5%可以提高到11%.” 

       “海边做研究就要利用海洋的优势。我做了一个压敏薄膜，放在海里收集波浪能发电，希望能够研究薄膜的倾角、海浪频率和水温对电能转化率的影响。现在已经证明水温因素与电能转化率呈负相关。此外，海水蒸发的能量被称作水蒸气能，如果能够应用起来，不仅能够缓解能源短缺的问题，还能够消减海雾对海边城市生产生活的消极影响。” 

杨晓伟：新工艺让快充电池“有学问”

       “现在的电池不仅讲究电量高，也讲究充电快。现在很多人在研究前者，而我选择研究的是后者。”来自同济大学材料科学与工程学院的杨晓伟教授讲解起自己的研究成果：“石墨烯有自动成层的特性，而且层与层之间的空隙是需要通过离子的。一块电池如果片面追求能量密度而过度压缩，导致层与层之间的空隙过小，反而会导致充放电困难。为了保持这个空隙，我使用石墨烯与一定浓度的电解液混匀后抽滤，使这个混合体系形成一片薄凝胶。因为石墨烯的成层作用使得电解液混在层中，从而隔离出一定的孔径，方便电子通过。” 

       “通过这种工艺做出的薄膜可达到10mg/cm2，而且有柔性可弯曲。不仅大大降低了电池成本，而且使电池使用更顺畅，寿命更长。” 

马洪芳：叶落只能归根?还有更大作用

       每年秋冬季，大量的落叶为每个城市添加了一抹灿烂。但是灿烂过后如何处理这些有机废料一直是个让人头疼的问题。来自齐鲁工业大学的马洪芳教授带领她的团队将这些落叶收集起来，先低温碳化，再活化，制取多孔碳，用以处理重金属离子废水和有机废水，得到了很好的处理效果。用作超级电容器和电池电极，也具有良好的电性能。除了落叶以外，马教授课题组也已对秸秆，果壳等更多废弃物进行着更深层次的研究，争取早日进行工业化应用，实现资源循环利用。 

沈国飞：CO2驱替法“摆平”“深藏不漏”的页岩气

       我国的页岩中页岩气含量非常丰富，含有大量的甲烷。但是由于我国水资源的短缺，无法照搬西方的“水替法”来开采页岩气。中科院上海高等研究院的沈国飞副教授换了一种驱替材料：“CO2具有来源广、储量大、无毒害、无污染等特点，并且CO2能溶解有机质，有利于甲烷流出；而且CO2与页岩的结合比甲烷更容易。而页岩的成分和地下的情况比较复杂，在分析了页岩的各种成分以及不同压强下CO2和甲烷与页岩的结合能力后，得出了用CO2作为驱替剂开采页岩气比用水驱替效果更好、产率更高、更符合我国实际情况的结论。”