人类生产太阳燃料之梦 发布者:魏巍   发布时间:2017-12-05   浏览次数:573

——李灿院士学术报告会

  2017123日晚,我校双聘李灿院士的《太阳能人工光合成——人类生产太阳燃料之梦》的专题学术报告会在华南理工大学大学城校区A4空中教室举行。华南理工大学副校长朱敏教授主持本次报告会。化学与化工学院党政领导班子、教授、老师们,以及现场300多名新生参加报告会。同时报告会开放直播间,吸引校内外300多名同学收看直播,热闹非凡。

  朱敏副校长表示,华南理工大学是一所有着浓厚学术氛围的高校,学校学术整体实力和水平位居全国高校前列。长期以来,学校坚持学术立校,不断加强一流学科建设、打造一流师资队伍、开展一流的学术交流,为培养一流人才创造良好的环境和条件。


报告会伊始,李灿院士指出沉重的人类生存问题:化石能源资源、能源需求增长迅速,二氧化碳排放,气候变化等等。如果能解决地球上的能源问题,人类面临的其他大部分问题都能得到解决。李灿院士如是说。由此,李灿院士道出了太阳能的优点:清洁,可再生,潜力巨大。同时,李灿院士指出,太阳能光催化分解水制氢,将二氧化碳资源化利用,合成甲醇,是储存太阳能、转化二氧化碳的根本途径。

  人类行为使得全球大气二氧化碳浓度急剧增加,大量研究表明,二氧化碳浓度增加是地球平均温度升高的主要原因。人类的出现和生存是地球大气演化达到平衡的特殊结果,不要剧烈地改变它。”2016422日,中国签署了历史性的《巴黎气候协议》。尽管作为发展中国家,中国也勇敢地承担起减排二氧化碳的大国责任。在前不久召开的党的十九大会议中,国家领导人将生态文明建设列入为五大建设之一,李灿院士对在座的各位大学生提出希望,尽管人在大学,也要胸怀世界,时刻考虑到全世界发展的问题。

  如何有效降低二氧化碳的排放,李灿院士提出两个思路:一、修复地球生态,减少使用化石资源,降低浓度二氧化碳浓度。二、解决人类日益增长的能源需求,大规模发展可再生资源。此时,李灿院士将话题引入到太阳能利用及其人类社会可持续发展,同时也提出了人工光合作用:太阳能燃料生产的概念。李灿院士深入浅出地解释了光合作用的原理及其对于地球生态环境的重要性。

然而,由于太阳能转化总效率低,大规模人工运行困难等原因,理论上光能利用效率只有5%,实际上更少。但在1972年,有科学家发现光可以转变为化学能,引起太阳能转化为化学能的设想。发展至今,人工和自然光合成体系杂化上已经实现了水分解,实现了在户外自然光下实现完全分解水制氢,仿Z-scheme人工光合成分解水制氢,光电催化(PEC)分解水制氢,自然光合和人工光合的耦合体系。

但是,人工光合成的研究也不是一帆风顺,目前还面临着许许多多的挑战和目标。目前还未揭示自然光合作用的奥妙,还需要构筑高效、稳定、廉价的人工光合成体系,实现规模化太阳燃料生产,建设人类地球家园的生态文明。而李灿院士也指出了高效转换的三个关键,这也是目前化学和材料科学的领域的前沿方向:太阳光吸收,电荷分离及传输,催化反应。这与我们目前所学习的知识息息相关,李灿院士指出,化学与化工的基础教育正适合解决诸如太阳能人工光合等的大科学难题。

报告会后,同学们纷纷就降温材料、能量迁移、电子活动轨迹等提出自己的疑问和思考,李灿院士进行耐心解答,称赞华南理工大学学子善于思考,本科教育质量堪称一流。同时也寄语华南理工大学的莘莘学子,人工光合成是解决人类可持续发展问题的必由之路,需要学子们的前赴后继,他也相信我们将来会在关乎人类可持续发展的重大科技问题作出自己的贡献。


  会后,接受采访的新生们均表示,这次讲座令他们有机会近距离接近学术殿堂级大师,并由大师引路全面俯瞰世界性能源以及污染问题、了解太阳能利用方面的世界前沿科技。在日后的大学学习中时刻敦促自己不应仅局限于学习课堂上的知识,更主动放眼世界前沿。院士的报告会让他们受益匪浅。(图文/冯锦霖、徐梦琳)