化学家要集中能源发展目标

Chemists urged to focus their energy 

由于在未来的25年内世界能源需求将增长60%，消费者呼吁开发替代能源以期削减碳排放量的声音本该越来越响。然而正如在最近一个由英国皇家化学会主办的会议上化学家听说的那样，清洁能源的推广上市过程仍然面临巨大障碍。

“问题在于，跟传统能源相比，替代清洁能源并没有增添什么新功用，但是却要跟众多久负盛名的传统能源展开竞争，” 英国石油公司首席科学家Steve Koonin在英国诺丁汉举行的“未来的能源——化学解决方案”会议上解释道。Koonin——本期有介绍文章，见82页——预测认为，尽管科学家们做了最大努力，但是在未来几十年内，液态烃、煤和天然气在交通运输、热电领域仍将占据主导地位，原因很简单，它们价格便宜、易于获取。

Koonin评论说，在接下来的几十年中只有碳捕获与封存技术的应用或者核电工业的发展才是大幅度助推削减碳排放量的动力所在。而且，这还必须是到那时，再排放二氧化碳就要交税了，税率大约是每吨30到40美元。

太阳能、生物燃料、核能... ...化学家们该在哪方面集中他们的天赋呢？

化学家们同意当下的挑战不仅仅是如何开发清洁能源技术，同时，科学家们还要在公众对价格昂贵的能源很少问津的情况下推广这些新技术。“可悲的是，我们更多地在意体态轻盈的显示屏，而不是一些基础发电设施”，剑桥大学Richard Friend爵士说。他正在进行用有机半导体分子研制光伏电池的工作。他之所以这么做是因为这种分子的热性能已经在液晶显示屏和电子油墨（见《化学世界》2007年4月号第15页 ）中得到验证，Friend对这种已经商业化的产品致以谢意，正是这些商品的成功推动了该领域的基础研究。

锂电池的发展历程与此相同，手机的普及使得锂电池技术得以飞速改进。只有借助于类似的成功商业化的运作，它们才能成为未来电动汽车交通领域的最佳能源来源(详见第17页)。

新技术推广艰难

其他能源技术的运气就没这么好了，英国Supergen可持续发电和供给生物质与生物能源协作体（Supergen biomass and bioenergy consortium）负责人Tony Bridgwater感叹说，液体裂解——这是一种能在高温下快速将生物质或者煤炭转化成黑色油状液体的技术——是仅有的几个商业化运作获得成功的技术：这不在于它能造出价格昂贵的生物能源，而是由于可以生产出可用于给烤肉上味的“液态烟雾”。

Friend建议化学家积极去寻找那么些能够跨越式融入能源研究的商业产品。他举例说，如果将他的半导体分子打印到可弯曲塑料底板上就能产生足以为便携式电子游戏机供电的轻微电流。最终，由这种需求所带动的技术改进可能会降低太阳能电池的制造成本。

与会代表一致认为，化学家们不能只埋头于清洁能源技术的推广工作，同时还要催促政府修改相关的政策法规。英国利兹大学交通研究所David Carslaw指出，如同在引入有关催化转化器的强制规定后汽车污染程度降低一样，为顺应减排需要政府应当尽快开放混合动力汽车市场。

但是通过政策措施要求消费者更高效的结果并不总是节省能源，伦敦帝国理工学院的Matthew Leach警告道。从历史上看，使汽车更高效的努力恰恰促使汽车制造商将节约下来的能源浪费在更大、更豪华的汽车制造上，结果是汽车的造价没变。

新技术要走出实验室

来自大约20个研究机构的人员出席了这次会议，他们从诸多待选方案中选出一些适合用于清洁能源的化学解决方案清单：诸如能用废水发电的微生物燃料电池、用以提高核废料的回收利用的锕分离技术、可以加速生成氢的纳米催化剂，还有碳捕获和封存技术相关研究。

探寻一种安全、高效的氢存储材料仍然是中心议题，专家们的研究热点集中在新氮化锂/硼氢化物上，同时也没放过研制多孔金属有机框架（MOFs）的可能性。诺丁汉大学的Martin Schroder宣称MOFs中的氢浓度可以高达7.8 ％（重量比）（虽然只是77K的超低温下获取的数据），这是一个新纪录 。“两年前，我曾经说过77K温度太低不具有实用价值。但现在我们要说的则是低温冷却是可能实现的”，他这样说。 

虽然化学家正在为创新性的能源努力研究着，碳基金（Carbon Trust）的David Vincent 却谨慎表示，我们必须意识到这仅仅是整个可商业化产品研发过程的一小部分而已。“单纯在实验室里找到正确答案是无济于事的，你需要将它转化出去实体化”，他说。Koonin也强调化学家应该集中精力瞄准那些最有前途的能源解决方案。正如他所说的：“没有万能子弹，我们需要根据枪管的口径挑选合适的子弹。”

Richard Van Noorden