——“能源低碳发展前沿理论探讨”分论坛精彩发言综述
　　9月16日至17日，2018年太原能源低碳发展论坛分论坛二“能源低碳发展前沿理论探讨”在太原理工大学举行。在一天半时间里，31位来自国内外高校和科研院所的专家学者作了精彩发言，其中7位权威专家在主论坛作了特邀报告，深入探讨、分享、交流了能源与低碳发展的前沿理论及全球能源低碳领域的关键科学问题、最新技术突破及未来研究趋势等。
　　南京大学纳米科技中心副主任、教授胡征说，纳米材料的合成正在经历从经验科学走向理性设计的转变。这种转变有赖于对生长机理的深刻认识。与此同时，纳米研究也在介观科学领域不断拓展及深化。基于上述趋势，我们从认识生长机理着手，以定量化的原位实验数据及理论计算揭示了以苯作前驱物生长碳纳米管苯环生长机理：发明了原位模板法制备介观结构碳基纳米笼的方法。
　　在此基础上，实现了一系列新型碳基纳米材料的设计及可控制备，获得了氮、硼等元素单掺杂及共掺杂的碳基纳米笼，通过调控碳基纳米材料的电子结构及多尺度参量调控其物理化学性质，作为新型载体构建先进催化剂及直接作为碳基无金属催化剂应用于能源转化，或者作为超级电容器等储能器件的电极材料，展现出一系列十分优异的能源转化及储存性能，在认识构效关系及调控机制等方面取得系列重要进展，具有十分广阔的应用前景。
　　同济大学材料科学与工程学院教授、基础科学高等研究院特聘研究员杨晓伟就离子快速传输的关键电极材料研究进展进行了发言。他指出，快速充放电的高功率电化学储能器件在工业、军事等方面具有重要的应用前景，主要制约因素在于离子传输。纳米化可缩短离子在固相中传输路径，但在制备过程中需一直低维材料的内在团聚，我们采用模板法制备了多种二维锂、钠离子电池材料，利用间隔工程技术实现其良好分散，实现500C倍率的超大倍率充放电，充放电时间仅为数秒钟。以氢离子为电荷载体，开发了快速充放电双离子电池体系，利用具有快速氧化还原特性、高电压水系电解液来实现高的储能密度和功率特性。
　　太原理工大学化学化工学院副教授范晓军说，山西是全国著名的食醋与白酒产地，拥有着丰富的酿造微生物资源。以木质纤维素为原料使用微生物生产乙醇是第二代生物燃料乙醇技术的核心内容，目前该研究领域仍面临以下挑战：开发经济有效的木质纤维素预处理工艺、高效纤维素酶菌株的选育、生物转化过程的集成技术、生物基产品多联产工艺的设计等。本课题组近年来开始对山西特色酿造微生物资源进行研究，从中筛选了20余株木质纤维素高效降解细菌，对其中的高产乙醇菌株TYF-LIM-R05进行了初步的代谢特征与基因组特征分析。
　　上海大学教授，加拿大国家工程院、皇家科学院院士张久俊就新能源的可持续发展指出，随着人类生活与社会文明程度的提高，各个方面对能源供给和生态环境质量的要求也日益加大，如何及时解决面临的能源与环境相关的经济技术挑战和难题，成为整个人类社会面临的重要课题。面对地球上不可再生化石能源的快速消耗以及其使用所带来的环境污染问题，采用节能技术高效利用现有能源，同时开拓和利用可再生能源，如太阳能、风能、水电能、生物能、地热能、潮汐能等，被认为是解决问题的关键。于是，世界范围的科技专家们开发出或正在开发出各种高效能源转换存储技术以有效利用这些可持续能源。
　　他说，在各种相关技术中，电化学能源技术被公认是可靠性高、实用性强、能源转换效率高的技术，其中包括电转换效率高、污染小、噪音低的燃料电池，具有比能量高、无记忆效应、工作电压高以及长寿命等特点的锂离子电池，高功率密度、长循环稳定和高安全性的超级电容器等。这些装置和技术正在或者即将应用在多电网/电站、功能电子设备、电动/混动车辆等之中。二氧化碳排放会带来环境温室效应，而二氧化碳的电还原技术由于在产生小分子低碳燃料的同时具有减排效能，也备受青睐。此技术可利用散落和不稳定的太阳能、风能、潮汐能等可持续能源以及用低峰用电下产生的多余核电和水电，实现真正的零排放和变废为宝。综上所述，开发清洁高效的电化学能源存储与转化技术，对此开展广泛深入的研究，培养相关的专业人才，普及宣传电化学能源存储与转化技术，显得极其重要。

本报记者 王蕾