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汪淏田:用二氧化碳直接合成化工原料,颠覆传统化工行业

更新时间  2022-02-19 00:05 阅读
本文摘要:2019 年 12 月 14 日,《麻省理工科技评论》宣布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。在本届榜单上,虽然缺失了“创业家”的身影,可是我们看到了许多在具有工业化潜能的领域坚持科研使命的获奖人,也看到更多散布在外洋顶尖学术机构的科学家们,用自身不改初心的坚持努力,取得了世界级标竿成就的科研结果,其中有凌驾半数以上的获奖者,都取得了世界级的突破性研究结果与发现。

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2019 年 12 月 14 日,《麻省理工科技评论》宣布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。在本届榜单上,虽然缺失了“创业家”的身影,可是我们看到了许多在具有工业化潜能的领域坚持科研使命的获奖人,也看到更多散布在外洋顶尖学术机构的科学家们,用自身不改初心的坚持努力,取得了世界级标竿成就的科研结果,其中有凌驾半数以上的获奖者,都取得了世界级的突破性研究结果与发现。我们将陆续发出对 35 位获奖者的独家专访,先容他们的科技创新结果与履历,以及他们对科技趋势的明白与判断。关于 Innovators Under 35 China 榜单自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年都市推出“35 岁以下科技创新 35 人”榜单,旨在于全球规模内评选出被认为最有才气、最具创新精神,以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家,共分为发现家、创业家、远见者、人文眷注者及先锋者五类。

2017 年,该榜单正式推出中国区评选,遴选中国籍的青年科技创新者。新一届 2020 年度榜单正在征集提名与报名,停止时间 2020 年 6 月 30 日。

详情请见文末。汪淏田先锋者汪淏田凭借其在清洁能源以及催化剂质料领域取得的一系列结果,荣膺 2019 年《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区得主。获奖时年事:29 岁获奖时职位:莱斯大学助理教授获奖理由:他从事清洁能源的存储与转化技术研究,在生长高性能、廉价的催化剂质料方面取得了一系列结果。石油,是现代工业的血液。

塑料、尼龙、化肥、染料、药物,许多日常生活中离不开的产物都源自于石油。地质学家普遍认为,石油是由史前生物和藻类的尸体变化形成的。在太阳光的作用下,大气中的二氧化碳等只含有一个碳原子的分子,在生物体内会酿成含有许多碳原子的分子,最后在高温高压的地下,形成拥有长“碳链”的石油。现代化学工业做的事情,就是把石油里的长链缩短,变为短链的甲酸、乙醇等化工原料。

这种“自上而下”的化工生产历程,只管相当完善和可靠,却显而易看法陪同着大量的碳排放和化石能源消耗。既然可以通过缩短碳链的方式把石油酿成化工原料,那么可不行以反过来,自下而上地模拟石油的形成历程,从只有一个碳原子的二氧化碳开始,构建这些产物呢?谜底是肯定的。现任美国莱斯大学助理教授的汪淏田,从事的就是这个领域的研究。

他所开发出的技术,可以使用太阳能、风能等清洁能源生产的电能,把空气中的二氧化碳转化为高纯度的化工原料,在降低大气中二氧化碳浓度的同时,获得绿色的化工产物。一旦大规模应用,对于高能耗、高污染的化工行业来说,将不啻为一场清洁革命。汪淏田于 1990 年出生在安徽省宿松县的一个普通职工家庭。汪淏田说,他的家庭在三个方面给了他重要的影响。

首先,是毫无保留地对学业、事业的支持,他的怙恃对于念书有着很是强烈的信仰,从心底内里认为念书是最好的出路;其次,是给了他一颗开放、包容、乐观的心,对于任何事物都不琐屑较量,要有久远的眼光;第三,则是对他三观的塑造,让他深刻明白要做一个什么样的人。图 | 汪淏田在颁奖仪式上做演讲(泉源:DeepTech)在这样的熏陶下,只管从小学到高中,汪淏田的教育都是在县城里完成的,但他依然以优异的结果考入了中国科学技术大学,并在之后进入到斯坦福大学攻读博士学位。在学术气氛浓重的中科大,他接受了严谨的科学教育,扎实的学风为他日后的生长打下了牢靠的基础。

而在“学生胆子很大”的斯坦福,他拥有了看向远方的独到眼光和斗胆活跃的科研思维。这种基础和想法的互补,让他取得了一系列良好的科研结果。在博士期间,汪淏田研究出了一种奇特的系统性“电化学调控”方法,可有效提高水剖析和燃料电池催化剂的催化性能。

博士结业之后,他从两三百位极其优秀的申请者中脱颖而出,跳过了博士后阶段,直接进入哈佛大学罗兰研究所担任研究员,正式开启了自己的独立研究生涯。两年之后,他又进入莱斯大学化学与生物分子工程系任教。这期间,他不负众望,取得了很是傲人的结果。

而他所开发出的技术,就是上文提到的“绿色化工”:使用太阳能、风能等清洁电能,将工厂所排放的二氧化碳温室气体,转化为基础化工产物,包罗一氧化碳、乙烯,高纯度的乙醇、甲酸液体燃料等。从二氧化碳到化工原料的历程十分庞大,其焦点在于,催化剂要有很高的催化活性和选择性。质料的催化活性与它的巨细有关,纳米催化剂就是通过把质料缩小到纳米尺度的方式,让催化剂拥有传统的块体质料无法实现的性能。而汪淏田则更进一步,直接把催化剂缩小到了最基本的原子尺度,让质料迸发出了极强的催化活性。

他们乐成研制出一种镍金属“单原子催化剂”,拥有99%的二氧化碳电还原选择性。基于这类催化剂,他们进一步组装了人工光互助用系统,使得从太阳能到化学能的转换效率到达了12.7%,比自然界绿色植物的光互助用的效率横跨了一到两个数量级。越发难能难得的是,他们最新开发的固态电解质技术,转化出的液态化工产物纯度很是高,无需分散提纯就可以直接投入使用。

现在,他们正在和许多公司举行联系,希望可以实现双氧水、乙醇、甲酸、乙酸等一系列基础化工产物的电化学方法绿色生产,并将其大规模应用于能源存储、化工产物制造、污水处置惩罚等许多领域。使用清洁电能合成化工原料是一个很年轻的行业。但在以汪淏田为代表的许多科学家的努力下,这个领域在近几年取得了长足的生长,不少指标已经可以和市场上的成熟技术相媲美。汪淏田表现,作为他们主推的代表性电化学合成反映,他们将争取在几年内建成电合成高纯度双氧水溶液的中试规模装置。

而随着生产历程恒久稳定性、效率等指标的进一步提高,汪淏田坚信,他们一定可以完成对传统化工行业的清洁化颠覆。


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