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      李燦:大力發展太陽能減碳新技術

      作者: 2021-06-04 09:54 來源:中國科學報
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         “最大程度上利用太陽能、風能等可再生能源是實現碳達峰、碳中和目標的根本出路。實現這一途徑需要突破科學難題,發展新技術。”近日,在由Cell Press、中科院大連化學物理研究所聯合主辦的第二屆“Cell Press物質科學周”上,中科院院士、中科院大連化學物理研究所太陽能研究部主任李燦說。

        當前,太陽能等可再生能源發電已經取得重大進展。截至2020年底,可再生能源發電裝機達到9.34億千瓦,同比增長約17.5%。盡管如此,依然有許多行業剛性排放二氧化碳,比如煤基火電、化石燃料、交通領域、煤化工、冶金、水泥等行業。

        李燦認為,如何解決這部分二氧化碳,是實現“雙碳”目標的“硬骨頭”。他提出,除了依靠植物自然光合作用、海洋吸收、節能減排等傳統減碳途徑,還應該發展新技術,特別是發展碳捕獲及利用(CCU)技術。利用可再生能源分解水制綠氫,進而轉化二氧化碳制液態陽光甲醇,實現二氧化碳規模化轉化利用,完成碳達峰、碳中和目標。

        談及CCU技術優勢,李燦表示,可再生能源規模化電解水制氫有望實現規模化、低能耗、高穩定性三者統一。一般來說,電解水催化劑能效提升10%~20%,可使制氫成本降低30%~50%;發展耐強酸、強堿的材料,能夠使裝置的使用壽命達到5年以上,大大降低電解槽更新換代成本;同時,電解水制氫裝置與下游規模化應用市場匹配后,減少工業用地,制氫成本將進一步下降。

        實現這一路徑,需要攻克能源轉換相關的光催化、電催化甚至生物催化等一系列難題。可以說,將太陽能等可再生能源轉化為可儲存、可運輸的燃料,被認為是“圣杯”式難題。

        李燦介紹,目前,國際上大部分光催化分解水制氫 研究停留在篩選催化劑階段,光生電荷動力學和光催化微觀機制的研究相對薄弱,解決這一重大科學問題仍有很長一段路要走。

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