能源專題營：逐夢科技游國重

衛曉鸞

催化基礎國家重點實驗室簡介

催化基礎國家重點實驗室于1984年由國家計委批準籌建，1987年通過國家驗收并正式對外開放。催化基礎國家重點實驗室以催化基礎研究為立足點，應用基礎研究為結合點，瞄準國際前沿方向和我國重大應用過程的關鍵基礎科學問題，開展深入系統的研究工作。郭燮賢院士、徐奕德研究員和李燦院士先后擔任實驗室主任;閔恩澤院士、郭燮賢院士、林勵吾院士和MichelChe教授先后擔任學術委員會主任。現任實驗室主任為申文杰研究員，學術委員會主任為李燦院士。經過30多年的學術積累和人才培養，實驗室形成了老中青相結合，以中青年研究隊伍為主體，并配合有精干的技術和管理人員的研究隊伍。

活動策劃思路及理念

長期以來，人類一直以煤、石油和天然氣等作為主要能源。隨著經濟的快速發展，這些化石能源已遠遠滿足不了人類的需求。同時，化石能源的過度消耗會產生大量二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物，導致環境污染和氣候變化。為此，開發和利用潔凈、可再生的新能源成為當務之急。希望營員通過此次活動能夠全面了解太陽能和熱電材料的相關知識，感受科學魅力，感悟科學精神，培養科研興趣。活動計劃在對催化基礎國家重點實驗室進行全面介紹后，深入3個實驗室，帶領營員觀摩科學實驗，體驗科研生活。

太陽能科學利用研究中心

太陽能是人類的終極能源，其能量之大及可持續性能夠滿足人類對能源的需求，如果能夠合理地把太陽能轉化為化學能就可以解決目前的能源問題。眾所周知，各種植物在陽光的照耀下，通過光合作用不斷生長，為地球上的生命提供能源和物質基礎。植物是自然界中將太陽能轉化為化學能的能工巧匠。

據此，科學家設想可以模仿植物的光合作用建立太陽能工廠，直接生產低碳或無碳清潔燃料——太陽燃料。太陽燃料究竟是如何產生的呢？志愿者通過講解光催化和光電催化，示范實驗，深入淺出地展示了將水和二氧化碳轉化為無碳或低碳的化學燃料的過程。

光電成像光譜研究組

傳統化石能源是不可再生的，總有用盡的一天。在利用傳統能源的過程中，產生了許多污染性的物質，打破了地球的生態平衡。而照在地表的陽光，清潔、可再生、儲量巨大，要是能有辦法把陽光收集起來那該多好啊！自然界的綠色植物就有很巧妙的陽光收集機制，它們的每一片葉子里都有許許多多收集陽光的工廠。通過這些工廠，它們把水和空氣中的二氧化碳轉變成生長所需的營養物質。受此啟發，科研人員設計了一類名為光催化劑的神奇物質。通過這類物質，我們就可以像自然界的植物一樣綠色環保地收集陽光。

通過實驗平臺配置的顯微鏡，營員可以看到，在實驗中光催化劑材料上產生的氣泡，就是看不見摸不著的氫氣和氧氣。進一步利用表面光電壓的測試平臺，可以揭開光催化劑的神秘面紗，讓營員親眼看到催化劑的形貌和各個不同功能的部位。

二維熱電材料研究組

熱電研究的是熱與電之間的關系。熱能能否直接轉換為電能呢？答案是肯定的，熱電效應就可以帶來這樣的驚喜。活動首先帶領大家認識熱電效應這個大家庭中的3個主要成員：Seebeck效應、Peltier效應和Tomson效應。隨后，視頻展示了實驗室自制的熱電器件，演示這些器件的制備過程，啟發營員思考熱電器件的用途，如家里的電飯煲、烤箱、熱水器，還有在疫情防控中大展身手的非接觸式紅外測溫儀等。活動視頻還演示了溫差發電小實驗。

活動實施和效果

活動開始前，分別在3個實驗室進行錄制，后期進行加工和剪輯。此次科學營活動依托互聯網，同時面向社會公眾開放，實現科學知識的普及與共享。加工剪輯好的視頻按照日程安排按時播放，其間所有參與科學營活動的大連化物所的教師及志愿者都在電腦前就位，以便在直播中隨時回答營員的提問。由于問題較多，而且有些高中學校已經開學，導致一些營員無法在原定時間觀看視頻。為此，大連化物所專門做了夜間答疑專場，3個實驗室近10名研究員與博士生坐鎮，充分滿足營員對太陽能和熱電材料的好奇與探究。

活動中，營員通過視頻學習，并使用彈幕留言與科研人員即時互動交流，了解電子顯微鏡、分子探針與熒光成像等研究手段，領略太陽能、氫能、生物質能、儲能、熱電等領域能源技術的研發與應用情況。

節目播出期間，互動區問題不斷，營員提出了很多專業問題，研究員擠出時間親自上陣，博士生團體作戰，只為給營員最科學的答復！多名志愿者的雙手在鍵盤上飛舞到變成一團影子，呼吸都變得急促，只為能趕緊回復那不斷涌現出來的一個個問題。直播單場超400條的評論，基本都是干貨問答。通過6場直播超過2000條互動留言，大連化物所的教師和志愿者充分感受到了營員對科研的好奇與熱情。

在夜間答疑專場的微信群中，營員與志愿者互動熱烈。活動結束后，營員紛紛表示，雖然因為疫情原因不能親臨研究所感受科研氛圍、操作各種儀器，但通過視頻和互動，充分感受到了催化基礎國家重點實驗室教師和學生的滿腹經綸及對科研的無限熱情。這次科學營活動讓他們對科研的興趣提升很多，除了對知識的收獲，還有營員說“真想去實地看看”“希望可以再次相遇”

結語

能源是推動社會進步的動力，是人類美好生活的基石。大連化物所希望借助全國性科普平臺，整合優質資源，播撒科學的種子，展望能源未來，點亮青少年心中的科技夢、青春夢、中國夢，勉勵公眾與時代一起共成長，共勃發，共前行。