捕捉空气中的二氧化碳:访欧莱雅——教科文组织杰出女科学家龙冉(9:25)

捕捉空气中的二氧化碳:访欧莱雅——教科文组织杰出女科学家龙冉(9:25)

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我们的地球正在变得越来越热,这已经是一个不争的事实。造成全球气温上升的原因是人类使用了大量的化石燃料,导致聚集在大气中的二氧化碳浓度增高,造成了温室效应。如果我们发明一种技术,将大气中的二氧化碳直接转化为可供使用的液体或固体的燃料,岂不既解决了能源问题,又减少了大气中的碳,一举两得?这的确是全球科学界正在进行探索的一个具有挑战性的问题,其中包括来自中国科学技术大学的一位年轻女化学家——龙冉。她因这项前沿研究而荣获了2017年欧莱雅——联合国教科文组织杰出女科学家奖。请听联合国新闻黄莉玲的报道。

3月21日,第19届欧莱雅——联合国教科文组织杰出女科学家奖颁奖仪式在巴黎埃菲尔铁塔脚下的铂尔曼酒店举行。15位世界最具潜力的女科学家获得了表彰,其中包括来自中国科学技术大学同步辐射国家实验室的副教授龙冉。

龙冉在颁奖当天接受了我们从纽约拨通的电话采访。采访中,她首先介绍了自己的研究方向。

龙冉:“我的主要的研究方向是关于催化剂的设计。最近重点关注利用太阳能进行催化转化,尤其关注的是碳循环中的二氧化碳转化,针对太阳能催化二氧化碳转化进行一些催化剂的精细设计。”

今年欧莱雅——教科文组织杰出女科学家获的获奖者分别来自加拿大、澳大利亚、德国、韩国、南非、阿根廷、突尼斯、波兰、阿联酋、土耳其、黎巴嫩、巴西、英国、匈牙利和中国。她们研究的领域各不相同,有的在研究大脑的运作,有的试图回答昏迷患者究竟有没有知觉,有的科学家正在寻找新的抗生素,还有的科学家将视线转向宇宙,试图透射宇宙辐射的秘密,有的则在预测动物生物多样性的演化。在世界面临的多重挑战中,龙冉为什么要选择研究能源呢?

龙冉:“因为我们人类的工作、生产生活在近几十年来释放了大量的碳,从我们的石油、天然气和煤矿中大量的存储状态的碳释放到了生物圈。近几十年来生物圈中的碳的含量迅速增长,这样对生态圈带来了很大的影响。逐渐有数据表明,地球的温度和二氧化碳的浓度都在上升,可能会导致一系列的生态问题。所以我们如果能够把这些释放出来的碳用加速的方式转化为一些液体或气体燃料,再进行利用,这样在一定程度上一方面我们是利用了太阳能,从太阳能转化成化学能,另外一方面改善了现在的恶性的碳循环。”

的确, 根据世界气象组织刚刚发布的一份报告, 2016年是创记录的高温之年,气温要比工业化前时期显著地高出1.1℃。大气中的二氧化碳水平在2015年达到了百万分之400这一象征性基准。由于二氧化碳的长期持续性,要想在未来使之下降并低于这一水平得需要许多代人的时间。

在龙冉研究将大气中的二氧化碳转化为燃料的过程中,她选择了将二氧化碳转化为甲烷。甲烷也是以传统方式产生的燃料沼气的主要成分。

龙冉:“生物发酵制甲烷是非常重要的,非常有意义的,它是已经在生物圈内循环的碳的再利用。我们希望的是尽可能把人类生产生活需要大量释放的碳用另外一种方式固定下来,然后加入到生物圈的碳循环中,希望大气中的碳不要增长得这样快,给生态圈带来过大的影响。”

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教科文组织图片
将大气中的二氧化碳转化为燃料,其实大自然也在做这件事情,这就是叶绿素通过光合作用把二氧化碳转化为植物。现在的问题是,大自然的这种转化能力远远跟不上人类将二氧化碳释放到大气中的速度。因此通过科技手段加速转化过程就显得非常具有吸引力。

龙冉:“这是一个全球性的大家都在研发的问题。全球科学界已经能够把二氧化碳转化为甲烷,现在的缺点是效率不够高。我最近的工作是选择性地转化甲烷,比较少地生产其他东西,我现在是96%可以生产成甲烷。但缺点是它的活性——反应速度还不够快。距离实际应用还需要一定的时间去继续研发。”

龙冉今年只有29岁,是一位来自中国科技大所在地安徽的姑娘。在谈到为什么会选择走上科学道路的时候,她显得非常的坦然。

龙冉:“是比较的自然吧。在本科期间,因为在中国科学技术大学大家都有可能在本科期间进入实验室感受科研的传统。在大三的时候我就进入了谢毅教授的实验室,然后就觉得科研非常的有趣,化学非常有趣,然后就决定我可以继续进行研究生的学习。博士期间又进入了熊宇杰教授的实验室。一切都是很自由,没有什么限制,然后做的事情让我觉得很有意义,没有什么特别的,很普通。”

根据教科文组织的2017年世界科学报告,女性现在占世界学士和硕士毕业生的53%,博士的43%,但只有28%的科研人员是女性。教科文组织呼吁更多的女性从事科技工作,这也是该组织与欧莱雅合作、连续19年表彰女科学家的原因。龙冉也表示,她希望有更多的人投身科学。

龙冉:“我个人觉得我们需要更多的科学家去解决一些很重要的问题,无论男性还是女性,应该有更多的投入进来,这很重要。大家逐渐意识到性别的平等各方面的问题。从我个人的感觉是很好、很自由的,一切都在变好的过程中。对于科研的投入,我希望有更多的人有这个意识,认识到我们确实在面临一些问题,有必要去解决这些问题,这个可能更重要,无论是男性还是女性都可以,只要能解决问题。

龙冉说,她目前面临的最大困难就是二氧化碳催化转化的速度还不够令人满意。她希望自己保持身体健康,开心地生活,以充沛的精力去迎接挑战,与其他科学家一起去攻克人类面临的共同难题。

龙冉:“科学问题非常多,比如说首先是人体的问题,一些疾病,包括人的老化这些问题。然后就是能源问题。能源问题一直是个非常重要的问题,有一位很有学识的人说过,地球是不会灭亡的,地球存在了很多年,经历过很多的事情;如果人类很过分,灭亡的只会是人类,地球还会好好的。因此能源问题、环境问题,我们要慎重对待,不要总觉得交给科学家、交给下一代他们会解决的,这是不对的。”

黄莉玲,联合国纽约总部报道。

Photo Credit
第19届欧莱雅——联合国教科文组织杰出女科学家获得者、中国科学技术大学年轻女化学家龙冉