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龙冉:捕捉空气中的二氧化碳
www.fjsen.com 2017-05-16 11:56:29   来源:中国妇女报    我来说两句

“我个人觉得我们需要更多的科学家去解决一些很重要的问题,无论男性还是女性,应该有更多的投入进来,这很重要。”

■ 中国妇女报·中华女性网综合报道

地球正在变得越来越热,这已经是一个不争的事实。造成全球气温上升的原因是人类使用了大量的化石燃料,导致聚集在大气中的二氧化碳浓度增高,造成了温室效应。如果我们发明一种技术,将大气中的二氧化碳直接转化为可供使用的液体或固体的燃料,岂不既解决了能源问题,又减少了大气中的碳,一举两得?

中国科学技术大学29岁的化学家龙冉正是因为这项前沿研究而入选2017年“世界最具潜力女科学家计划”,该计划由联合国教科文组织和欧莱雅基金会2015年设置,每年从全球遴选15名年轻女性研究人员。

借助太阳能 将二氧化碳催化成能源

龙冉所做的主要工作,是利用同步辐射光源,进行以太阳能为能源的二氧化碳转化过程中高效催化剂的精细设计。其中一部分工作,是催化二氧化碳转化成为气体、液体燃料,例如甲烷、甲醇等。

谈及这项研究的意义,龙冉表示,近几十年来由于石油、天然气和煤矿的燃烧,大量储存状态的碳被释放出来,生物圈中的碳含量迅速增长,这样对生态圈带来了很大的影响。有数据表明,地球的温度和二氧化碳的浓度都在上升,这可能会导致一系列的生态问题。

“我们如果能够把这些释放出来的碳用加速的方式转化为液体或气体燃料,再加以利用,这样在一定程度上一方面我们是利用了太阳能,从太阳能转化成化学能,另外一方面改善了现在的恶性的碳循环。”龙冉说,她为此努力的目标,就是要找到一种自然界可以循环利用能源的方式。

根据世界气象组织刚刚发布的一份报告, 2016年是创纪录的高温之年,气温要比工业化前时期显著地高出1.1℃。大气中的二氧化碳浓度持续升高,由于二氧化碳的长期持续性,要想在未来使之下降需要许多代人的努力。

在龙冉研究将大气中的二氧化碳转化为燃料的过程中,她选择了将二氧化碳转化为甲烷。甲烷也是以传统方式产生的燃料沼气的主要成分。

龙冉说:“我们希望尽可能把人类生产生活大量释放的碳用另外一种方式固定下来,然后加入到生物圈的碳循环中,希望大气中的碳不要增长得这样快,给生态圈带来过大的影响。”

实际上,将大气中的二氧化碳转化为燃料,大自然也在做这件事情,这就是叶绿素通过光合作用把二氧化碳转化为植物。现在的问题是,大自然的这种转化能力远远跟不上人类将二氧化碳释放到大气中的速度。因此通过科技手段加速二氧化碳的转化过程就显得非常具有吸引力。

龙冉的研究以其高转化效率而引人注目。她说:“这是一个全球性的大家都在研发的问题。科学界已经能够把二氧化碳转化为甲烷,缺点是效率不够高。我的工作是选择性地转化甲烷,比较少地生产其他东西,让产生甲烷的效率达到96%,但缺点是它的活性——即反应速度还不够快,离实际应用还有一段距离,需要时间去继续研发。”

从大三开始的实验让她觉得“科研很有趣”

为什么会选择走上科学道路?龙冉说:“比较自然吧。因为在中国科学技术大学大家都有可能在本科期间进入实验室感受科研的传统。在大三的时候我就进入了谢毅教授的实验室,然后就觉得科研非常的有趣,化学非常有趣,于是决定继续研究生的学习。博士期间又进入了熊宇杰教授的实验室。一切都很自由,没有什么限制,然后做的事情让我觉得很有意义,没有什么特别的,很普通。”

根据教科文组织的2017年世界科学报告,女性现在占世界学士和硕士毕业生的53%,博士的43%,但只有28%的科研人员是女性。教科文组织呼吁更多的女性从事科技工作,这也是该组织与欧莱雅合作、连续19年表彰女科学家的原因。

龙冉也表示,希望有更多的人投身科学。

她说:“我个人觉得我们需要更多的科学家去解决一些很重要的问题,无论男性还是女性,应该有更多的投入进来,这很重要。至于性别的平等问题,从我个人的感觉是很好、很自由,一切都在变好的过程中。对于科研的投入,我希望有更多的人有这个意识,认识到我们确实面临一些问题,有必要去解决这些问题,这个可能更重要。”

在她看来,“科学就是不断提出不同的问号,消除这个问号的过程是非常自然愉悦的。”龙冉很清楚,“化学是实验科学,需要不同的实验验证,而科学发现可能就隐藏在某一个实验细节背后,关键就在勤奋和坚持。”

龙冉希望自己保持身体健康,开心地生活,以充沛的精力去迎接挑战,与其他科学家一起去攻克人类面临的共同难题。

“科学问题非常多,比如说首先是人体的问题,一些疾病,包括人的老化。然后就是能源问题。能源问题一直是个非常重要的问题,有一位专家说过,地球是不会灭亡的,地球存在了很多年,经历过很多的事情;如果人类很过分,灭亡的只会是人类,地球还会好好的。因此能源问题、环境问题,我们要慎重对待。”

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