海水直接電解制氫

四川大學(xué)深地工程智能建造與健康運(yùn)維全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新能源與低碳技術(shù)研究院謝和平院士團(tuán)隊(duì)與東方電氣集團(tuán)合作，開展了向大海要水來制氫的前沿研究。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電可再生能源和海水直接制氫的一體化技術(shù)，在真實(shí)大海中利用海上風(fēng)電驅(qū)動(dòng)海水制氫，突破了海上復(fù)雜環(huán)境、風(fēng)電波動(dòng)性對(duì)海水直接制氫的影響，形成了抗海洋復(fù)雜環(huán)境的相變遷移海水直接制氫原理技術(shù)，建立了針對(duì)海洋波動(dòng)環(huán)境的相變遷移模型并研究了波動(dòng)性海浪對(duì)相變遷移過程的影響，提出了可再生能源海水制氫漂浮平臺(tái)的設(shè)計(jì)策略，驗(yàn)證了直接制氫裝備的可靠性與并聯(lián)式運(yùn)行的可行性。

溫室氣體光催化轉(zhuǎn)化

華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院張金龍教授課題組在光催化二氧化碳還原領(lǐng)域取得最新研究進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)志》（Journal of the American Chemical Society）。被譽(yù)為“人工光合作用”的光催化二氧化碳還原反應(yīng)，在催化學(xué)領(lǐng)域被視為一個(gè)極具挑戰(zhàn)的問題。這一反應(yīng)只需太陽能和光催化劑的協(xié)助，便能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為高附加值的碳?xì)淙剂霞肮I(yè)原料，從而為緩解全球溫室氣體效應(yīng)及實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供一個(gè)有效路徑。研究首次引入自旋極化，成功構(gòu)筑了水氧化解離位點(diǎn)，解決了空間相鄰氧化還原位點(diǎn)的電荷復(fù)合問題，為協(xié)同氧化還原光催化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了新的見解。

我國碳中和目標(biāo)下空氣質(zhì)量-人群健康-清潔能源協(xié)同效應(yīng)的正反饋機(jī)制

北京大學(xué)覃櫟課題組與南京大學(xué)黃昕課題組，以及清華大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等團(tuán)隊(duì)合作，共同構(gòu)建模型框架開展數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)評(píng)估了考慮正反饋機(jī)制時(shí)，中國到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)所帶來的空氣質(zhì)量、人類健康和可再生能源性能的協(xié)同效應(yīng)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》（Nature Geoscience）。我國2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)需要深刻的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。研究結(jié)果顯示，多國對(duì)碳中和的承諾可能會(huì)在氣溶膠減排、空氣質(zhì)量改善和可再生能源資源潛力提升之間產(chǎn)生重要的正反饋效應(yīng)，這些效應(yīng)可以通過減弱的氣溶膠氣象反饋?zhàn)饔煤透玫目諝馕廴緮U(kuò)散條件而被放大。

新技術(shù)實(shí)現(xiàn)甲烷高效轉(zhuǎn)化

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所王曉東、黃傳德團(tuán)隊(duì)和西北大學(xué)朱燕燕、大連理工大學(xué)蔣博等合作，在鈣鈦礦催化甲烷高效選擇性氧化研究中取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）?？蒲腥藛T普遍將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)優(yōu)異的氧活性歸功于B位過渡金屬，而認(rèn)為A位原子的作用十分有限，僅能通過改變晶體結(jié)構(gòu)或調(diào)整B位原子價(jià)態(tài)等間接方式來調(diào)節(jié)氧活性。長期以來忽視A位原子在直接調(diào)控氧活性方面的潛在作用，導(dǎo)致對(duì)氧活性的激活機(jī)制理解有限，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)氧活性的精準(zhǔn)調(diào)控。新研究強(qiáng)調(diào)了A位原子在直接調(diào)節(jié)氧活性方面的重要性，為氧化還原催化劑的設(shè)計(jì)提供了新思路。