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實(shí)現(xiàn)"碳中和、碳達(dá)峰"是國(guó)家重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向"雙碳"目標(biāo)，根據(jù)自身科學(xué)與技術(shù)的積累基礎(chǔ)，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，通過(guò)內(nèi)部資源與隊(duì)伍重組、外部力量整合，把國(guó)家使命扛起來(lái)，努力為國(guó)家"雙碳"戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)。

在我國(guó)化工教育的一代宗師時(shí)鈞院士的倡導(dǎo)和實(shí)踐下，南京工業(yè)大學(xué)從上世紀(jì)五十年代開(kāi)始將化學(xué)工程技術(shù)融入材料的研究之中。

南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任劉公平告訴記者：“六十年代唐明述院士等將化學(xué)工程方法引入膠凝材料研究領(lǐng)域，八九十年代歐陽(yáng)平凱院士和徐南平院士分別開(kāi)展化學(xué)工程與生物基材料和膜材料交叉滲透研究，1999年江蘇省化學(xué)工程與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立，本世紀(jì)初徐南平院士提出了‘材料化學(xué)工程’概念，江蘇省材料化學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生，2007年納入國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃。形成了一支代表材料化學(xué)工程領(lǐng)域國(guó)家水平、擁有國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)的科技創(chuàng)新隊(duì)伍?！?/p>

眾所周知，二氧化碳導(dǎo)致地球變暖，帶來(lái)越來(lái)越多的問(wèn)題。于是，人們想到了用氫氣來(lái)替代化石燃料。現(xiàn)在大部分的氫氣都是通過(guò)化石能源煤或者天然氣來(lái)制備，污染較大，且效率不高。綠氫，是通過(guò)使用再生能源（例如太陽(yáng)能、風(fēng)能等）制造的氫氣，在其生產(chǎn)過(guò)程中完全沒(méi)有碳排放。

南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、SOEC綠氫制備-高價(jià)值化學(xué)品制取耦合關(guān)鍵技術(shù)負(fù)責(zé)人楊廣明介紹說(shuō)：“近年來(lái)為了契合雙碳目標(biāo)，我們開(kāi)始研究通過(guò)SOEC（固體氧化物電解池）電解水的方式來(lái)制備綠氫。我們將這種高性能的黑色粉末，通過(guò)我們的方法把它噴涂到電池的電解質(zhì)上，形成一個(gè)二三十微米左右厚度的電極。這種材料可以把電池的工作溫度降低100-150℃以上，使其性能更加穩(wěn)定?！?/p>

除了制備綠氫，研究人員發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的另一個(gè)途徑可以直接從空氣中分離二氧化碳，于是直接空氣碳捕集新型物理吸附劑及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

記者手中的白色顆粒物，是一種新型的吸附劑，一克大概能吸0.15克左右二氧化碳，吸完了再脫附，然后把二氧化碳?jí)嚎s放到鋼瓶里面。

“大家看，這一鋼瓶二氧化碳大概是18公斤，一立方吸附劑吸脫附一次就可以填滿(mǎn)5瓶以上，循環(huán)大概能用成千上萬(wàn)次，壽命一般是在5到10年以上?！蹦暇┕I(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、直接空氣碳捕集新型物理吸附劑及關(guān)鍵技術(shù)負(fù)責(zé)人周瑜說(shuō)。

二氧化碳捕集利用與封存技術(shù)是實(shí)現(xiàn)"碳達(dá)峰"和"碳中和"的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，沸石分子篩作為物理吸附劑的典型代表，具有低成本、熱/水熱穩(wěn)定性高和結(jié)構(gòu)功能多樣等特點(diǎn)，脫附能耗較低等優(yōu)勢(shì)。周瑜介紹說(shuō)：“該課題前后經(jīng)歷了十年時(shí)間，目前已完成公斤級(jí)規(guī)?；苽涔に囇芯浚谶M(jìn)行更大規(guī)模的制備工藝研發(fā)?！?/p>

基于生物法將二氧化碳轉(zhuǎn)化為大宗化學(xué)品的低碳流程技術(shù)，是化工領(lǐng)域碳減排的重要發(fā)展方向。在目前已有的二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)中，微生物電合成（Microbial Electrosynthesis， MES）是一個(gè)新興的策略。

大家看到的裝置中混濁的溶液，是微生物的懸濁液。這些微生物其實(shí)是已經(jīng)存在地球億萬(wàn)年的一些古細(xì)菌。

南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、CO2微生物電催化轉(zhuǎn)化技術(shù)負(fù)責(zé)人謝婧婧告訴記者：“通過(guò)富集這些古細(xì)菌，讓其作為生物催化劑，可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙酸、丁酸、PHB等能源及材料化學(xué)品，并實(shí)現(xiàn)了每天的數(shù)十克每升的產(chǎn)率，是實(shí)現(xiàn)二氧化碳高值轉(zhuǎn)化的一條極富前景的綠色路線(xiàn)?！?/p>

石化行業(yè)是資源型和能源型產(chǎn)業(yè)，能耗水平和碳排放強(qiáng)度在工業(yè)領(lǐng)域居于前列，采用膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)分子級(jí)別的低能耗分離已成為石油化工領(lǐng)域重要發(fā)展方向。分子篩膜是基于分子篩相互作用和生長(zhǎng)特性制備的一種膜材料，由于其高效的分離性能以及良好的穩(wěn)定性得到了迅速發(fā)展，成為了膜科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題和前沿。

南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、膜法用于碳四異構(gòu)體分離關(guān)鍵技術(shù)負(fù)責(zé)人周榮飛告訴記者：“我手中白色的長(zhǎng)管是氧化鋁陶瓷管，我們的分子篩膜就生長(zhǎng)在這個(gè)管的表面?；旌衔镌谕苿?dòng)力的作用下透過(guò)膜，根據(jù)膜孔尺寸介于不同分子尺寸之間，尺寸小的分子可以通過(guò)膜孔，而尺寸大的分子被截留，即具有分子篩分效果。目前，實(shí)驗(yàn)室建立了國(guó)際首套膜法分離丁烷異構(gòu)體分離側(cè)線(xiàn)示范裝置，膜分離技術(shù)比精餾分離技術(shù)能節(jié)約65%以上的能耗?！?/p>

據(jù)了解，南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以3名院士為領(lǐng)軍人物，創(chuàng)建了國(guó)家生化工程技術(shù)研究中心、國(guó)家特種分離膜工程技術(shù)研究中心。在我國(guó)化學(xué)工程領(lǐng)域取得了四個(gè)第一：設(shè)立了全國(guó)第一個(gè)材料化學(xué)工程博士點(diǎn)；牽頭完成國(guó)家"973"項(xiàng)目數(shù)量位列全國(guó)化工領(lǐng)域第一；牽頭完成國(guó)家基金委重大項(xiàng)目數(shù)量位列第一；近十年以第一單位獲得國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)量位列第一。牽頭完成9項(xiàng)國(guó)家973項(xiàng)目和2項(xiàng)國(guó)家基金委重大項(xiàng)目，獲國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)18項(xiàng)，已轉(zhuǎn)化300余項(xiàng)成果，產(chǎn)生直接或間接經(jīng)濟(jì)效益近百億元。

（江蘇廣電融媒體新聞中心/黃迪 王教群 通訊員/張禹萌 編輯/蔣婕）

2023年7月6日《荔枝新聞》：http://news.jstv.com/a/20230706/9baab6112bcb440d8f447a3b9510e9e0.shtml?jsbcApp=1