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【“液态阳光”:推动碳达峰、碳中和的技术新路径】以太阳能为动力,水和二氧化碳作原料,在催化剂作用下合成出甲醇,用以替代化石能源,实现碳的循环利用——甘肃籍中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师李灿及其团队,历时20年载攻克的液态太阳燃料合成技术,将这一梦想变为现实。
而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证,人类为早日实现“碳中和、碳达峰”有了一条全新路径。

二氧化碳变废为宝
车辆离开兰州新区繁华的核心区,沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里,便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上,漫山遍野铺满了光伏板,在阳光照射下显得格外壮观。
“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分,占地259亩,用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。
距离山丘不远,就是项目的主厂区,里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔,显示出十足的科技范儿。
“用山丘上光伏板发的电,将水电解为氢气和氧气,再让氢气和二氧化碳反应,就生产出了甲醇,也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。
甲醇,可作为燃料替代石油,同时也是一种重要的化学中间体,在化工领域应用非常广泛。
电解水制氢,氢再与二氧化碳反应制甲醇,在实验室早就在研究,液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处?
“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说,这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成,其中,李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。

催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质,其本身不会参与反应,却可以加快化学反应的速度,全面提升效率。
实验室里,通过电解水得到氢气,再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长,且条件也相对苛刻,而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂,则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程,解决了关键技术难题,使工业化生产“液态阳光”变为了现实。
“通俗地讲,液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程,它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中,因此,以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。
兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为,“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术,其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料,划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。
“工业生产过程中,二氧化碳之所以被大量排放,是因为它无法被大量利用,产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中,二氧化碳变成了重要原料,有了利用的价值。”张有贤说,液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中,也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中,这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。

催化技术重大创新
中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区,不远处就是大连著名的星海广场和星海公园,依山而建、环境优美。
大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所,催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来,李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。
“‘液态阳光’合成成功,实际上就是催化技术的成功。”近期,记者专程前往大连化物所,对李灿院士进行了专访。李灿介绍说,“液态阳光”的合成过程中,通过加入催化剂,大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。
也就是说,李灿团队分别攻克了两大催化技术。
以电解水制氢为例:传统电解水制氢能耗大,生产出同样体积的氢气不仅成本高,而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后,单位时间内电解的氢气量大幅增加。
“以前,一小时能够出几百方氢气就已经了不起了,现在我们可以出1000方以上,这是一个很大的进步。”李灿说。
制氢速度提升的同时,还有成本的下降。
传统制氢,每产生一立方米氢气大概需要耗5度以上的电能,但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产一立方米氢气的耗电量降至4.3度。
“别小看这0.7度,一方省下0.7度,1亿方、10亿方又要省下多少电,这个量大得不得了。”李灿说,工业生产必须要考虑效率和成本,否则没有企业愿意干。

前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。
“液态阳光”的成功,研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败,李灿院士团队没有放弃。
“加入催化剂后,要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇,而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。
与实验室环境不同,工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。
比如:要确保催化剂耐高温,温度升高不会被烧死、烧结。同时,工业二氧化碳含有大量杂质,有毒化作用,这又需要催化剂要特别“皮实”,既要在温度高的时候不怕烧结,又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。
“一般的催化剂很怕水,温度高的时候,水对催化剂的破坏很严重,而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水,又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。
通过许多次攻关,一系列问题最终逐一得到解决。
李灿院士团队成员在大连化物所实验室进行催化剂性能测试。
2020年10月15日,兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为:这一项目具有完全自主知识产权,整体技术处于国际领先。
而“液态阳光”项目运行数据也显示,项目运行1000小时的时候,催化剂依然没有明显失活,抗中毒和抗烧结良好,达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。
兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的,同样的道理,我们还可以用风能、水能等绿色能源发电,与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。

技术应用前景广阔
2020年1月17日,注定是一个值得铭记的日子。这一天,总占地面积289亩,投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运,呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。
“电是通过光伏发电得到的,水是普通的工业用水,二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的,整个甲醇的生产过程完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。
化学品的工业化生产存在着放大效应,在相同的操作条件下,利用小型设备在实验室得出的研究结果,往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里,最初放入反应管的催化剂只有1克,成功后,我们把量放大100倍以上,也就是加入100克催化剂再看结果,成功了,才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。
从试验室中的瓶瓶罐罐,到完成工业中试,是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨,反应器中投入的催化剂达到了1.6吨,是原始试验的160万倍,达到了项目的工业化示范作用。
“现在的任务是进行推广应用,建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。
新技术能否被推广,还要算经济账。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账,在这一项目中,每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产,每吨甲醇的成本约为2000元。
3000元与2000元,貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。
“项目的二氧化碳是购买的,因此增加了500元的成本,而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出,传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力,我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳,从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。

在合成“液态阳光”过程中,除了二氧化碳,电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是,随着技术的进步,光伏发电的成本也在不断下降。
“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的,现在有些地方光伏发电成本已降到了几分钱。”对“液态阳光”合成技术的推广前景,姜锦充满信心。
在液态太阳燃料合成示范项目中,之所以将甲醇称为“液态阳光”,是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区,一个重要原因就是当地海拔高,太阳能资源丰富。
“当然,这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分,从2018年考察对接到2019年开工,再到2020年建成试运行,仅仅用了1年多的时间,兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。
在王集杰看来,兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。
我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨,其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇,按1.4:1的二氧化碳投入和甲醇产出比例,就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时,能够生产出35亿吨甲醇,社会效应无法估量。
王集杰说,目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟,未来,人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。
“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后,引起社会广泛关注。
在中国可再生能源学会科学技术奖评审中,液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。
“已经有多家企业来对接合作,有的已经进入合同起草阶段,很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。
太阳能为动力,将二氧化碳变废为宝,实现碳的资源化循环利用,这一天很快就会到来。(新甘肃.甘肃日报)
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要说上个世纪的艺人们,都拥有着出众的外表及身材,在事业上也都是小有成就,不过在她们的背后也是有着不为人知的故事的,相信小伙伴们也都知道。今天小编要说的这位,她虽称不上是什么绝世大美女,但是她也有着自身散发的独特的美,但是要说到她的人生,那也是很坎坷的。
岳红出生于1962年,四川成都人。在16岁时,岳红凭借临时模仿的考生的作品,顺利通过了中戏的三场考试,岳红本以为自己可以顺利通过了,
也就没有参加了高考,但令他意想不到的是她却落榜
了。
迫于束手无措,岳红只能现在当地找了份工作,虽说她做的工作很辛苦,但是她依然很高兴,因为她每天都可以挣到钱,帮自己的父母分担家里的经济压力。
在第二年时,解放军艺术学校也是来到了成都招生,而这一次,
岳红还想再去试一试,但是她这次还是很惨的,连初试都没有通过
。那时候的她虽然有点难过有点愧疚,但是她还是很开心的在北京玩了几天,还给妈妈买了礼物。
当回到家里后,岳红也是听取了父母的意见,在当地的一所学校上学了。由于岳红是中专的学生,于是她在
1980年再一次报考中戏的时候,遇到了困难

由于当时政策的规定,中专的学生只有毕业后满了2年的工作经历才可报考其他院校。不过这次的她还是很幸运的,在通过了三试后,中戏招生小组也是帮她争取了一下,
院校还因此事专门进行了与讨论,不过结果岳红也是被成功录取了,还跟姜文、吕丽萍...等成为了同学。
1984年,岳红跟同学高倩一起创作了一个作品,
登上了舞台的舞台,也因此这个还在读大四的女孩也是进入了观众们的视
野。1984年,岳红在毕业后,也是成为了一名军人,并在第二年凭借出演的电影获得了
最佳女主角的奖杯

那年的她还没有24岁,后来他又相继出演了多部优秀作品,她凭借出色的演出,这些作品的反响也都是很好的,并且她还拿到了很多的奖项。也就是在
1988年的舞台上,她跟沈伐合作了一个小品,有在1990年跟巩汉林合作了小品。而她在当时也是很红了

不过,岳红也是选择了在自己当红时结婚了。但是也就是在大家知道后,她却又传来了分手的消息。在1991年,
28岁的岳红跟丈夫分手了,独自一人抚养5个月大的女儿考拉
。为了维持他们的生活,岳红则把女儿送给了父母照顾。
也是因此导致了女儿考拉跟她并不熟悉,并不亲近

而且考拉每次也都是叫她阿姨,想陪女儿睡觉,女儿也是不愿意。这也是让岳红心里很是伤心难过。即便是已经过去
20年的时间了,当她回忆起此事,还是会觉得很愧疚

后来,岳红把母亲和女儿接到了北京来住,但是这次,岳红又是把仅仅只有
3岁的女儿送到了寄宿学校
。在这10年的时间里,
她跟女儿也是聚少离多,一年根本就见不上几次面
。在考拉的眼里,她觉得妈妈只会工作,并不在乎自己和这个家庭。
12岁的时候,她跟妈妈的关系也是变得更疏远
了,为了躲自己的妈妈,甚至连节假日都不回家了,就算岳红去学校找她,她也是不见。
不过也就是在这一年,长期拍戏处于疲劳状态的岳红,在身体上也是出现了很大的问题,就在2004年,已经40岁的岳红在拍电视剧时,
因胃痛就在朋友的陪伴下去了医院检查,结果查出了胃病。
在得知此消息后,岳红也是受到了很大的打击,虽然表面上她并没有表现出来,但是她的心里是很崩溃难过的。最后她也只是将
这件事情只告诉了自己的母亲,并让母亲签了字做了手术
。不过还好,她及时来了医院,只是切除了五分之四的胃,也不需化疗什么的。
在岳红出院后,女儿也是知道了这件事。之后女儿也是知道了爸爸妈妈分手的事情,并开始慢慢的开始接受了妈妈。在出院后,岳红也是把重心放到了女儿的身上,
不过她的唠叨、焦虑也是再次让她们之间的关系变得很紧张,不过最后她们也是和解了。
也是在那之后,她们母女也是成为了很好的朋友。在病好之后,岳红又开始拍戏了,不过她也是学会了欣赏周边的环境。在
2007年,47岁的岳红又获得了金鸡奖最佳女配角奖
。她在演艺事业上,不知不觉已经走了24年的时间。但是她还是会继续走下去的。
虽说她经历了很多的磨难,但最终也是苦尽甘来了,跟女儿的关系也变得好了起来,希望他们以后的生活可以过的很开心很快乐。


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