【央视新闻客户端】
中新网北京4月1日电(记者孙自法)作为关键的基础有机化工原料，包括乙烯、丙烯、丁烯等在内的低碳烯烃，如何由合成气(一氧化碳和氢气)直接高效制成，在学术界、产业界长期以来广受关注。
记者从中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)获悉，该所孙剑研究员和葛庆杰研究员团队最近在合成气制低碳烯烃方面取得重要进展，他们研究提出一种基于费托合成体系的催化新策略，实现了合成气在温和条件下(温度为250至260摄氏度，压力为0.1兆帕)向低碳烯烃的高效转化。
本项研究相关示意图。中国科学院大连化物所供图
这项清洁能源领域重要研究进展的相关论文，北京时间4月1日夜间在国际学术期刊《自然》(Nature)上线发表。
研究团队介绍，费托合成是以合成气为原料制备燃料和化学品的重要工业过程，在煤炭资源丰富而石油资源相对不足的国家具有重要应用价值。中国能源结构具有“富煤、贫油、少气”的特点，发展以合成气为中间体的转化技术，对保障能源安全和推动化工原料多元化具有重要意义。
不过，传统费托合成制烯烃过程通常需要温度在300摄氏度以上、压力大于2兆帕的条件下运行，能耗和成本相对较高，同时，目前在温和条件下，反应体系普遍存在转化率与低碳烯烃选择性之间的权衡关系，即随着转化率的提高，低碳烯烃选择性往往显著下降，使得在高转化率(大于60%)条件下实现低碳烯烃的高选择性仍面临挑战。
为破解难题，本项研究从反应本征机理出发，发现引入特定亲水羟基助剂能够对一氧化碳活化产生积极影响，从而为理解和调控合成气转化反应提供了新的视角。
研究发现，在钠-钴-锰催化体系中引入特定羟基助剂，可以构建富含表面羟基的反应界面，诱导形成具有低对称性三斜相结构的钴锰复合氧化物新催化位点，提升一氧化碳的活化效率。在250至260摄氏度、0.1兆帕的温和条件下，该催化体系可实现80%的一氧化碳转化率、60%的低碳烯烃选择性和超过80%的总烯烃选择性，并适用于较宽的氢碳比范围。
进一步的结构表征与机理研究表明，羟基助剂能够抑制催化剂的过度还原和碳化，稳定活性氧化物相，从源头上优化一氧化碳活化与碳-碳偶联之间的协同关系，并为理解一氧化碳/二氧化碳催化转化过程中多相活性结构的动态演化提供新的实验依据。
研究团队在实验室合影。中国科学院大连化物所供图
研究团队表示，聚焦羟基助剂调控一氧化碳/二氧化碳催化转化体系的构筑方式、活性位结构演化及反应过程优化等关键问题，未来将持续推进相关基础研究与应用探索，为中国煤炭清洁高效利用和低碳化工过程发展提供有力技术支撑。(完)
【
新闻频道
>
《流浪地球2》里的“硬科技”，科学家们这样说……
来源：新华社 | 2023年01月28日 06:42:57
新华社 | 2023年01月28日 06:42:57
原标题：新华全媒+丨《流浪地球2》里的“硬科技”，科学家们这样说……
新华社合肥1月27日电 喷出冲天蓝光的行星发动机、洞悉一切的量子计算机、高耸入云的太空电梯今年春节期间，中国原创科幻电影《流浪地球2》热映，片中层出不穷的硬科技元素让观众大呼过瘾。从科幻回归科学，想象中的它们能实现吗？记者采访了相关领域的科学家。 行星发动机造得出来吗？ 影片中，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球开启流浪之旅，这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。长期研究核聚变能源的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副研究员王腾介绍，核聚变反应是将两个原子核重新结合，生成一个较重的原子核的过程，其间能够产生巨大的能量，利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。 然而实现重核聚变绝非易事，重核聚变是采用硅等元素作为聚变原料，这样的聚变首先要克服原子核之间的静电斥力，越重的原子核所带电荷越多，越难以产生聚变。我们当前广泛研究的可控核聚变均采用轻核聚变。王腾说，其聚变原料氘和氚是自然中最轻元素氢的两个同位素，相较重核聚变而言更容易实现。 中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有人造太阳之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）。新华社记者 陈诺 摄 王腾告诉记者，可控核聚变是目前世界最前沿的重大科学问题之一，经过全人类70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆章节。让聚变能推动星球旅行可能为时尚早，但点亮一盏灯大有希望。王腾说。 量子计算机真的无所不能？ 电影中，拥有超强算力和自我意识的量子计算机550系列让人惊叹。很显然，它已经是一台优秀的通用量子计算机了。中国计算机学会量子计算专业组秘书长郭国平教授认为，未来量子计算有望在我们的生产生活中发挥重要作用。 据介绍，学术界把量子计算发展分为实现量子计算优越性实现专用的量子模拟机构建可编程通用量子计算机三个阶段。 一位国内量子计算领域知名学者表示，目前国内外量子计算机研发已实现第一阶段目标，达到第二阶段目标是当前学术界主要的研究任务，距离科幻电影中所展示的应用至少还需要10年到15年左右的时间。 量子计算原型机九章的光量子干涉实物图。新华社记者 刘军喜 摄 太空电梯的关键是什么？ 电影中，高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景震撼。最核心的问题是要找到合适的材料用作电梯的缆绳。长期研究新型材料的中国科学技术大学副研究员管庆方认为，太空电梯代表着人类对材料极限性能的追求。 一根合格的太空电梯缆绳需要具备如下能力：首先强度足够大，其次需要考虑材料在极端条件下的服役性能。 人类将不断突破材料的极限性能，发展全新的材料。管庆方说。 中国科学技术大学俞书宏院士团队研制的新材料碳弹簧（新华社安徽分社 制图） 机器狗啥时能真正进入生活？ 电影中，智能机器狗笨笨憨态可掬，令人印象深刻。中国科学技术大学教授陈小平认为，其实人工智能等技术已经飞入寻常百姓家，活跃在生产生活的诸多领域。 世界制造业大会上展示的一款面向家庭场景的仿生机器狗。新华社记者 张端 摄 目前，人工智能还未能真正完全以人的姿态参与你我的生活。但是，学习能力、感知能力乃至决策能力在一些机器人身上已有体现。陈小平认为，未来的人工智能将如何发展，有没有可能、有没有必要采用和人的智能一样的工作原理？这对人类将产生怎样的影响？还需要进一步探讨。（记者：徐海涛、陈诺、刘方强、屈彦、戴威、何曦悦）
扫一扫 分享到微信
京ICP备10003349号-1中央广播电视总台央视网版权所有
正在阅读：《流浪地球2》里的“硬科技”，科学家们这样说……
微信扫一扫打赏
支付宝扫一扫打赏
