梁瀟

2021年7月13—15日青少年高?？茖W(xué)營(yíng)能源專題營(yíng)活動(dòng)在中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所舉行，此次活動(dòng)的主題為“能源點(diǎn)亮未來(lái)”?；顒?dòng)為期3天，設(shè)置“科學(xué)家面對(duì)面：開(kāi)啟能源之旅”科普?qǐng)?bào)告、“追能逐源：集智探秘”實(shí)驗(yàn)室沉浸體驗(yàn)、“說(shuō)能論源：思維碰撞”結(jié)題答辯等環(huán)節(jié)，既有科學(xué)家面對(duì)面講述能源的現(xiàn)狀與未來(lái)，又有“接地氣”的趣味科普講解，還開(kāi)放十大主題實(shí)驗(yàn)室，邀請(qǐng)營(yíng)員進(jìn)行為期2天的沉浸式實(shí)驗(yàn)，讓來(lái)自5所高中的60余名師生全方位了解當(dāng)下能源利用現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)室操作流程等，零距離感受科研魅力。

“科學(xué)家面對(duì)面：開(kāi)啟能源之旅”科普?qǐng)?bào)告

啟動(dòng)儀式上，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長(zhǎng)介紹了化石能源利用在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也導(dǎo)致了二氧化碳排放增多等環(huán)境問(wèn)題。未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)要圍繞碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，突破太陽(yáng)能、氫能、儲(chǔ)能、生物質(zhì)能的技術(shù)瓶頸，提高可再生能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例。他號(hào)召青少年要擔(dān)負(fù)起時(shí)代責(zé)任，勇于投身能源事業(yè)。

“追能逐源：集智探秘”實(shí)驗(yàn)室沉浸體驗(yàn)

第1組?快速分離與檢測(cè)研究組

實(shí)驗(yàn)名稱測(cè)測(cè)我們自己產(chǎn)生的 NH3

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑儆H自動(dòng)手體驗(yàn)搭建測(cè)試儀器平臺(tái)。②檢測(cè)呼出氣體中的 NH3。③掌握譜圖及數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單分析技能。④學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫方法。

預(yù)期結(jié)果①初步掌握離子遷移管的搭建。②學(xué)會(huì)利用 IMS 檢測(cè) NH3的操作步驟。③學(xué)會(huì)分析 IMS 譜圖。④自主完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。

第2組?二維熱電材料研究組

實(shí)驗(yàn)名稱熱電器件制備及性能測(cè)試

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倭私鉄犭姴牧系墓ぷ髟?。②了解熱電器件的制備流程。③了解熱電器件的?yīng)用。

預(yù)期結(jié)果①直觀體驗(yàn)熱電材料的 Seebeck 效應(yīng)和 Peltier 效應(yīng)。②成功制備熱電器件，利用一定的溫度差驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，在學(xué)習(xí)科學(xué)原理的同時(shí)，感受動(dòng)手實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的成就感，激發(fā)對(duì)科學(xué)研究的興趣。

第3組?分子催化與原位表征研究組

實(shí)驗(yàn)名稱①光催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，以釩酸鉍光催化分解水為例。②電化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。③光合作用微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑賹W(xué)習(xí)太陽(yáng)能光催化分解水制氫對(duì)清潔能源的重要意義。②了解電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，電化學(xué)工作站的使用和基本操作，了解電極、電勢(shì)在電化學(xué)中的應(yīng)用。③了解并觀察微生物細(xì)胞的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)人工光催化劑體系的反應(yīng)過(guò)程。

預(yù)期結(jié)果①認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能光催化分解水，生產(chǎn)清潔可再生的太陽(yáng)氫燃料，是從根本上解決能源和環(huán)境問(wèn)題的有效策略之一。②認(rèn)識(shí)和理解自然光合作用體系的原理，知道自然界中的光合作用是利用太陽(yáng)能的高手，在這個(gè)過(guò)程中，太陽(yáng)能被高效地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲(chǔ)存在由水和二氧化碳轉(zhuǎn)化形成的生物質(zhì)中，同時(shí)放出氧氣。③從生物光合作用原理中受到啟發(fā)，構(gòu)建人工光合成體系，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，生產(chǎn)太陽(yáng)燃料。

第4組?技術(shù)支撐與管理組1

實(shí)驗(yàn)名稱測(cè)量材料的比表面積與孔分布

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑僬J(rèn)識(shí)多孔材料。②學(xué)習(xí)材料的比表面積、孔分布概念。③了解材料比表面積、孔分布的測(cè)量原理及過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)方法使用物理吸附儀，采用氮?dú)馕锢砦椒ǎ谝旱獪囟认芦@得材料對(duì)氮?dú)獾奈摳降葴鼐€，通過(guò)已有的數(shù)學(xué)模型計(jì)算材料的比表面積、孔分布。

預(yù)期結(jié)果①了解氣體在固體表面和孔道內(nèi)發(fā)生吸附、填充的自然現(xiàn)象。②熟悉基于氣體物理吸附表征材料比表面和孔徑的原理。

第5組?技術(shù)支撐與管理組2

實(shí)驗(yàn)名稱掃描和透射電子顯微鏡的區(qū)別與應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倭私鈷呙韬屯干潆婄R圖像的特點(diǎn)與差異。②理解電鏡測(cè)試需依據(jù)材料特點(diǎn)進(jìn)行選擇。③直觀感受電子顯微技術(shù)在能源科學(xué)研究中的重要作用。

預(yù)期結(jié)果①感受納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。②了解電子顯微研究的基本方法與技術(shù)特點(diǎn)。③學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析，體驗(yàn)不同微觀粒子成像的區(qū)別。

第6組?碳資源小分子與氫能利用研究組實(shí)驗(yàn)名稱熱催化制液體燃料

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?①了解催化劑的基本知識(shí)。②掌握沉淀法制備催化劑的過(guò)程。③了解簡(jiǎn)單催化劑的分離方法。④了解 CO2加氫反應(yīng)的基本流程與分析方法。

預(yù)期結(jié)果①得到固體催化劑沉淀。②使用不同方法分離出固體催化劑。③得到摻雜助劑的催化劑粉末。④ CO2加氫制得烴類產(chǎn)物。

第7組?儲(chǔ)能技術(shù)研究部

實(shí)驗(yàn)名稱全釩液流電池、鋅溴液流電池的組裝與測(cè)試

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倭私馊C液流電池、鋅溴液流電池和鋰離子電池特點(diǎn)、用途和研究現(xiàn)狀及應(yīng)用情況。②掌握全釩液流電池、鋅溴液流電池工作原理。③掌握全釩液流電池、鋅溴液流電池的電池結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)液流電池組裝與測(cè)試方法。

預(yù)期結(jié)果①成功組裝全釩液流單電池、鋅溴液流單電池。②電池正常運(yùn)行并進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試。

第8組?分子探針與熒光成像研究組

實(shí)驗(yàn)名稱細(xì)胞器多色熒光成像

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膰@共聚焦顯微鏡熒光成像展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，讓營(yíng)員了解熒光成像的原理、意義及細(xì)胞生物學(xué)的前沿進(jìn)展。

實(shí)驗(yàn)方法涉及適用于熒光成像的有機(jī)熒光染料的熒光光譜測(cè)試與分析，活細(xì)胞細(xì)胞器的染色，以及共聚焦顯微鏡熒光成像。

預(yù)期結(jié)果①獲得熒光染料在不同溶劑中紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜。②拍攝不同熒光染料對(duì)多種細(xì)胞器染色的成像圖片。

第9組?生物能源化學(xué)品研究組實(shí)驗(yàn)名稱光催化分解水制備氫氣

實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)光催化分解水制備氫氣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，了解光催化的基本原理及其實(shí)際應(yīng)用。

預(yù)期結(jié)果①掌握常用實(shí)驗(yàn)儀器的基本使用方法。②了解光催化的基本過(guò)程。③掌握光催化的基本實(shí)驗(yàn)操作及安全事項(xiàng)。④進(jìn)一步了解光催化過(guò)程的應(yīng)用。

第10組能源材料研究部（籌）

實(shí)驗(yàn)名稱①耐輻射、高性能聚芳醚酮的制備實(shí)驗(yàn)。②苯乙烯陰離子聚合實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倭私饩哂心洼椛?、高性能聚芳醚酮的制備方法和基本原理。②了解苯乙烯聚合的基本反?yīng)過(guò)程和原理。

預(yù)期結(jié)果①熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)要求和常規(guī)實(shí)驗(yàn)流程。②學(xué)會(huì)相關(guān)的儀器操作和使用方法。③熟悉現(xiàn)代化學(xué)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性能的表征手段，比如紅外光譜（FTIR）、差示掃描量熱儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）和掃描電鏡（SEM）等。

“說(shuō)能論源：思維碰撞”結(jié)題答辯

結(jié)題答辯中，各小組的營(yíng)員代表分別進(jìn)行匯報(bào)，經(jīng)過(guò)專家評(píng)審，共評(píng)選出6組30名優(yōu)秀營(yíng)員。