一塊直徑20厘米的“玻璃板”置(zhi)于(yu)太陽光(guang)下所(suo)聚(ju)集的能(neng)量(liang)數秒鐘就(jiu)可(ke)以點燃(ran)一支香煙。這是武(wu)漢(han)大學(xue)化學(xue)與(yu)分子科學(xue)學(xue)院(yuan)劉立建教授演(yan)示的場(chang)景。

劉(liu)立建說，這實際上是(shi)一(yi)種高(gao)分子聚(ju)光(guang)板，理論上可將(jiang)太陽光(guang)強(qiang)度提高(gao)近(jin)萬倍(bei)，所聚(ju)集的太陽能可以產生(sheng)600℃以上的高(gao)溫。他的課題組(zu)正在利用這樣的聚(ju)光(guang)板從事(shi)將(jiang)太陽能轉化為(wei)化學能的“低碳”科技(ji)研(yan)究(jiu)。

直接使CO2轉化成CO

“低(di)碳經濟”是哥本哈根氣候(hou)大會討論(lun)的(de)熱(re)點，在(zai)此(ci)之(zhi)前，中國(guo)政府第一(yi)次對全世界公開承諾(nuo)量化減排(pai)指標，決定到2020年單位國(guo)內生產(chan)總值溫(wen)室氣體排(pai)放比2005年下降40%~45%。

“低碳(tan)經濟”的(de)(de)實質(zhi)是減少化石燃料(liao)如煤、石油等的(de)(de)使用(yong)(yong)，盡量多(duo)利用(yong)(yong)生物質(zhi)能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、太陽(yang)能(neng)(neng)等。“低碳(tan)經濟”的(de)(de)實現(xian)要靠科(ke)技保證。在(zai)武漢(han)大學，活躍(yue)著一批從事“低碳(tan)”科(ke)技研究的(de)(de)專家學者，他(ta)們利用(yong)(yong)生物質(zhi)能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、太陽(yang)能(neng)(neng)等方面的(de)(de)研究已漸(jian)入佳境(jing)，在(zai)推動高(gao)碳(tan)向“低碳(tan)”、“零碳(tan)”科(ke)研道路上堅實邁進(jin)。

從(cong)2003年(nian)開始，劉立建課題(ti)組嘗試以聚太陽光為(wei)能(neng)源(yuan)使二氧化(hua)碳（CO2）與生物質(zhi)如秸稈等反(fan)應生成(cheng)(cheng)一氧化(hua)碳（CO），此舉不僅可(ke)直接利用太陽能(neng)將(jiang)(jiang)生物質(zhi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)燃氣CO，而(er)且還(huan)可(ke)通過(guo)CO2轉(zhuan)化(hua)成(cheng)(cheng)CO的過(guo)程(cheng)將(jiang)(jiang)太陽能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)化(hua)學(xue)能(neng)，從(cong)而(er)實現(xian)(xian)CO2的循環利用，達到節能(neng)、增能(neng)、減(jian)排和保護環境的多重效果。該(gai)過(guo)程(cheng)已完成(cheng)(cheng)了(le)小型模(mo)擬試驗，現(xian)(xian)正在進行(xing)擴大試驗。

劉立(li)建介紹，我國每(mei)年產生的(de)秸稈僅(jin)約(yue)11億噸，全(quan)部加(jia)以利用(yong)也(ye)只相當(dang)于不到(dao)4億噸碳(tan)，遠不能滿(man)足(zu)社會經濟發展(zhan)的(de)巨大(da)需求。為此，他的(de)課題組(zu)還在嘗試用(yong)聚太陽(yang)光直(zhi)接(jie)使CO2轉化成CO，這樣不僅(jin)能夠(gou)節能減排，還可(ke)望從“低(di)碳(tan)”轉向“零碳(tan)”。

聚焦風能和太陽能發電

國(guo)家新(xin)世紀百千萬人才工(gong)程入選者(zhe)、武漢大學(xue)物理學(xue)院趙(zhao)興中教授的課題(ti)組則致(zhi)力于太陽能(neng)電(dian)池(chi)研究(jiu)，某些(xie)技術(shu)已接(jie)近世界先進水平。

太(tai)陽能(neng)作為一種可再生新(xin)能(neng)源，被認為是21世紀最(zui)重要的(de)新(xin)能(neng)源之一。以半導(dao)體材料硅為代(dai)表的(de)太(tai)陽電(dian)(dian)池(chi)首先得到(dao)蓬(peng)勃發展。但其制作工藝復(fu)雜,成本較高。近年來(lai),各國的(de)科(ke)學家們一直在致力于開(kai)發一些低(di)成本,高效率的(de)新(xin)型太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)。低(di)成本的(de)染(ran)料敏化(hua)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)是近些年來(lai)科(ke)學家們研究的(de)熱(re)點。

趙興中教授主持(chi)(chi)的“染(ran)料(liao)(liao)敏(min)化(hua)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)”研究在國內外(wai)獨樹一(yi)幟。從2006年開(kai)始，該課題組主持(chi)(chi)國家“863”項目(mu)“納(na)米晶改性(xing)固體高分子(zi)電(dian)(dian)(dian)解質染(ran)料(liao)(liao)敏(min)化(hua)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)研究”，通過(guo)超聲輻照、納(na)米顆粒摻雜等(deng)技術，對準固態電(dian)(dian)(dian)解質進(jin)行(xing)改性(xing)。染(ran)料(liao)(liao)受(shou)太陽(yang)(yang)光激發，將(jiang)光生(sheng)電(dian)(dian)(dian)子(zi)注入TiO2多孔膜，通過(guo)TiO2傳(chuan)輸(shu)到外(wai)電(dian)(dian)(dian)路，可直接將(jiang)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)轉化(hua)為電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)。染(ran)料(liao)(liao)敏(min)化(hua)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)生(sheng)產過(guo)程(cheng)中不(bu)產生(sheng)CO2，不(bu)產生(sheng)環(huan)境污染(ran)。跟傳(chuan)統的半(ban)導體硅太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)相比(bi)，染(ran)料(liao)(liao)敏(min)化(hua)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的成本只有硅電(dian)(dian)(dian)池(chi)的1/5。

風能(neng)發(fa)電是(shi)利用(yong)風力來促使發(fa)電機發(fa)電。風能(neng)資源(yuan)是(shi)清潔的可再生能(neng)源(yuan)，取之不(bu)盡(jin)用(yong)之不(bu)竭(jie)，是(shi)永久性(xing)存在的本地資源(yuan)。但(dan)建立風電場需要解決穩定性(xing)不(bu)夠、風電儲備和輸送等技術問題。

該校電(dian)(dian)(dian)氣(qi)工程學院聚焦風(feng)能和太陽(yang)能發電(dian)(dian)(dian)，正在牽(qian)頭(tou)從(cong)事“大規模風(feng)電(dian)(dian)(dian)遠(yuan)距(ju)離輸送”課題探究(jiu)(jiu)，把(ba)研究(jiu)(jiu)目標對準風(feng)電(dian)(dian)(dian)規劃、風(feng)電(dian)(dian)(dian)接入(ru)、風(feng)電(dian)(dian)(dian)儲備(bei)等(deng)技術層面。目前，在河南、甘肅等(deng)地進行(xing)風(feng)電(dian)(dian)(dian)接入(ru)電(dian)(dian)(dian)網的研究(jiu)(jiu)，為我國(guo)的風(feng)電(dian)(dian)(dian)接入(ru)和遠(yuan)距(ju)離輸送開展技術攻關。

智能電(dian)(dian)(dian)網(wang)是近(jin)年來專家們研究的熱點。美(mei)國總(zong)統(tong)奧巴馬上(shang)任后(hou)提出的能源計劃，包(bao)括發(fa)展智能電(dian)(dian)(dian)網(wang)產業，最(zui)大限度發(fa)揮美(mei)國國家電(dian)(dian)(dian)網(wang)的價值和效(xiao)率，創(chuang)造(zao)世界上(shang)最(zui)高的能源使用(yong)效(xiao)率。近(jin)年來，電(dian)(dian)(dian)氣工程(cheng)學院的一批專家投身智能電(dian)(dian)(dian)網(wang)研究，在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)安(an)全、防(fang)雷接地、電(dian)(dian)(dian)能質量、電(dian)(dian)(dian)網(wang)穩(wen)定等方面領先全國。

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