中国空间引力波探测计划应整合实力联合攻关,

2019-11-04 01:20栏目:澳门威斯尼人平台登录
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打造高质量发展“绿色引擎”
走近我国首个百万吨级煤直接制油示范工程
“我为硫元素代言!”
中国科学家全力推进“硫化学”研究
香山科学会议召开第649次学术讨论会
专家:中国空间引力波探测计划应整合实力联合攻关

比面粉还细的煤粉进入生产线,20多个小时后,就能产出像矿泉水般清澈的柴油、石脑油等油品。在国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司,奇幻的变化令人惊叹。

■本报记者 甘晓

“当前,中国空间引力波探测计划应尽快整合国内实力、开展联合攻关,开展相应的国际合作。”在4月17日-18日举行的香山科学会议第649次学术讨论会上,此次会议执行主席之一、中科院力学研究所研究员、中科院院士胡文瑞在会议报告中呼吁。

10多年来,这家企业攻克一项项世界性技术难题,成功建设和运营了全球首条煤直接制油工业化示范生产线,为拓宽液体燃料供应渠道、保障国家能源安全提供技术支撑,对煤炭清洁高效利用发挥了技术引领、产业示范作用。

“我为硫元素代言!”在4月14日举行的一场纪念元素周期表诞生150周年的活动上,华东师范大学化学与分子工程学院教授姜雪峰表示。

《中国科学报》同时从此次会议上获知,目前正在推进的空间“太极计划”进展顺利,预计2033年发射“太极探测星”,并计划在2025年前后发射关键技术实验双星,验证空间关键技术,其背景型号项目已获科学院“空间科学”战略性先导A科技专项的立项支持。

煤海变“油田”

硫是一种古老的元素,古代人类已经认识到它的特性并加以利用。现代科学也在1777年“实锤”了硫是一种元素。去年,在国际纯粹与应用化学联合会组织的“青年化学家元素周期表”活动中,作为一位“80后”年轻科学家,姜雪峰被遴选为“硫元素代表”。

最好时代已到来

不再是梦

这得益于姜雪峰带领团队多年来在硫化学方面开展的工作。此次演讲中,姜雪峰介绍,硫化学面临着有毒、可控性差、兼容性低的科学挑战,以及恶臭、污染环境、不稳定等生产困境。

引力波是时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量,类似石头丢进水里产生的波纹。1919年,爱因斯坦在广义相对论中预言了引力波的存在。一个世纪以来,全世界科学家们都试图从实验上观察到引力波。

硫含量低于国六标准的1/10,符合国内外环保最高标准,凝点低至零下70摄氏度……说起自家产品的优点,煤制油分公司总经理王建立颇为自豪。

“恶臭,是许多含硫的无机物的特点,这也导致了全球范围内硫化学研究受限。”接受《中国科学报》采访时,姜雪峰表示。

2016年2月美国LIGO(激光干涉引力波观测站)宣布其两个观测站同时观测到引力波。这是人类首次在实验中直接观测到引力波,成为引力波研究历史上的重大突破,三位科学家因此获得2017年诺贝尔物理学奖。

我国富煤缺油少气,把煤变成油曾是国人多年的梦想。

为突破硫化学的上述难题,姜雪峰带领团队以“无机硫向有机硫转化”理念,构建“3S”(Smelless、Stable、Sustainable)绿色硫化学。“做到实验室无臭,是开展硫化学研究的基本保证。”姜雪峰告诉《中国科学报》。

在科学家们看来,当前, LIGO直接观测到引力波为后续研究的可行性提供了最有力的证据。

作为我国能源战略的组成部分,首条煤直接制油示范生产线投资超百亿元,设计年产油品108万吨,于2004年启动建设,2008年底试车成功,目前是全球唯一的煤直接制油工业化生产线。2011年起,生产线开始商业化运行,去年共产柴油、石脑油、汽油等油品近85万吨,副产沥青70万吨。

近年来,鉴于“过硫”这种结构单元的化合物在生命科学、天然产物化学、药物化学、食品化学等领域中扮演着重要角色,姜雪峰团队围绕这一结构单元开展了多项工作。

会议执行主席之一、中科院大学教授、中科院院士吴岳良告诉《中国科学报》:“引力波提供了有别于电磁波的一个全新的观测宇宙的重要窗口,成为人类探索和认识未知世界的新的重要途径和手段。”引力波携带着宇宙起源、演化、形成和宇宙结构的原初信息,使人类可通过引力波探测到基于电磁波天文望远镜所观测不到的宇观尺度和天体源,例如宇宙的黑暗时期、暗宇宙和黑洞等。

王建立说,每产1吨油品消耗原料煤约2.3吨,石油价格高于50美元/桶时就能盈利,能源转化率接近60%,远高于煤电和其他煤化工行业40%左右的水平,目前是以煤生产液体产品的最有效途径。

2015年,研究人员用以两种廉价无臭的含硫“无机盐”亚磺酸钠盐和硫代硫酸钠盐为原料,通过“价态归中”的新策略构建“过硫”结构。2016年,研究人员发展了一类新型稳定无臭双硫化试剂,并通过与各种金属试剂发生氧化偶联构建非对称过硫分子。2018年,《自然—通讯》发表了他们开发的第三代新型的“亲电过硫试剂”,通过该试剂可以方便快捷地获取非对称过硫化合物,这为新型多硫药物的发现提供了重要途径。

无疑,引力波研究的最好时代已经到来。

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