
赵亮在实验室中开展科研工作。

何宏艳正在进行绿色介质离子液体功能材料实验。
■ 中国妇女报全媒体记者 田梦迪
近日,第四届青山科技奖获奖名单正式揭晓,10位绿色低碳领域的青年科学家入选,其中有两名是女性科学家。中国科学院过程工程研究所研究员、离子液体与低碳能源研究部副主任何宏艳致力于绿色介质离子液体的基础及应用研究,取得突出成果;中国石油大学(北京)教授、重质油全国重点实验室副主任赵亮围绕油气清洁化和油品转化学品开展以精准分离与定向转化为核心的研究工作,成果实现落地转化。她们凭借深厚的专业素养、无畏的探索精神和对科研事业的满腔热忱,在各自的研究领域创新突破,为推动行业进步、助力国家“双碳”战略目标实现贡献力量。
初心如磐,锚定绿色科研航向
何宏艳的科研之路,萌芽于早年独特的教育经历。本科学习化学教育的她,未止步于中学化学教师的教职,而是在心底种下了科研探索的种子。何宏艳所在的专业领域与国家“双碳”战略紧密相连。她敏锐地捕捉到这一趋势,被离子液体的可设计性及其对二氧化碳的亲和作用吸引,看到了利用离子液体高效捕集和转化二氧化碳、将其变废为宝的巨大潜力。从此,她以理论研究为指导,以解决实际问题、助力绿色低碳发展为使命,踏上了研究离子液体功能材料与二氧化碳分离、转化的科研道路。
赵亮投身石油化工科研领域,并深切关注国家能源发展和环境保护。她深知石油化工行业在国民经济中的重要性。随着环保要求日益提高,行业清洁、绿色转型发展问题迫在眉睫。
“我们的研究成果与人们的生活质量、环境质量息息相关,这份责任感是我在科研道路上不断前行的强大动力。”赵亮瞄准清洁油品高值化利用这一课题,专注于石油化工领域油气清洁化研究,秉承“分子炼油”理念,在石油化工领域开展产-学-研-用的降碳减污技术攻关。
攻坚破难,绽放科研巾帼芳华
瞄准如何将二氧化碳高效分离并转化为可用于工业生产的碳资源,是何宏艳及其团队的关键课题。
他们探索并搭建以离子液体为核心的功能材料,试图突破传统研究困境。何宏艳形象地比喻道:“有时,传统方法像在迷宫中摸索前行,而我们所做的,就是希望为每个分子装上‘路灯’。” 在他们设计的离子液体复合材料中,阳离子如同智能脚手架,阴离子则是功能各异的模块。
团队通过调节阳离子侧链长度、构筑不同的官能团,并结合多样化的基底材料,让这些微小的“建筑单元”既能捕获二氧化碳,又能为催化反应提供微型工厂。这一创新的研究思路,成功实现了废气资源化利用,将二氧化碳在分离后得以转化为碳酸酯等重要的化工产品,被广泛应用于化工、能源存储、材料等领域。
在这一过程中,何宏艳团队也面临着诸多技术难题。如何使离子液体在二维材料中稳定限域,同时保持高效的选择性分离性能,成为一大挑战。为了解决这个问题,何宏艳带领团队进行了大量的理论计算和实验验证。他们尝试了多种离子液体和二维材料的组合,并针对温度、压力及催化剂浓度等参数进行了细致的优化。经过无数次失败,他们终于找到了理想的离子液体体系,不仅具有良好的稳定性,还能在温和条件下高效捕集和转化二氧化碳。如今,团队开发的部分二氧化碳相关技术已经得到了实际应用,带来了显著的经济效益,同时也为减少碳排放、推动绿色可持续发展作出了重要贡献。
赵亮在清洁汽油生产技术研发中,面临降低硫含量与保护烯烃、维持汽油辛烷值的双重挑战。传统的选择性催化加氢方法虽能降低硫含量,但会使部分烯烃饱和,降低汽油辛烷值。为解决这一难题,赵亮和团队深入研究汽油分子层次的组成分布特点,提出了“汽油关键组分定向分离”思路,即通过分离烯烃、富集硫化物,利用化工传统分离方法解决“化学反应选择性”的难题。
据悉,为实现这一技术方案,团队进行了大量实验研究和工艺工程设计。他们开发出高效的汽油关键组分定向分离技术,利用特殊溶剂和分离工艺,实现了汽油中烯烃和硫化物的精准分离,这样在最大限度保留烯烃的同时,硫化物可以毫无顾虑地送去进行深度脱硫。经过多年努力,该技术取得突破,于2019年获得国家技术发明奖二等奖。
在国家能源转型的大背景下,赵亮和团队积极响应国家号召,提前布局前沿科研项目。她关注绿电在炼厂中的应用前景,和团队开展相关研究。探索利用绿电替代传统燃料的供能方式,为炼厂提供源头降碳方案,大幅降低碳排;同时,研究导电型催化剂,利用原位焦耳热提供反应所需热量,提高能源利用效率,降低生产成本,为石油化工行业低碳化发展寻找新的突破点。
担当作为,将实验成果转化为生产力
科研的最终目的是服务社会。何宏艳在研究过程中始终关注科研成果的理论及实际应用价值,致力于将实验室成果转化为实际生产力。除科研工作外,她还积极参与科普活动和学术期刊管理,向公众普及绿色低碳知识,提高公众环保意识,还在培养科研新生代上发挥着积极作用。
赵亮因其团队开发的油气清洁化和油品转化学品研究工作获得了第四届青山科技奖。在得知获奖时,她感慨地说:“青山科技奖对于我们这个行业的科研人员起到了导向作用,光有一些想法还不够,更重要的是把想法应用到实际生产当中,帮助企业获得更大的效益和进步。”
此前,赵亮经常奔波于山东、内蒙古等地的炼厂。她表示:“作为高校,需要利用自己的优势在突破创新上发挥力量,解决国家重大急需问题,为行业可持续发展提前布局。”
对何宏艳和赵亮来说,此次获奖既是对过往努力的高度认可,也是其未来科研征程的新起点。记者了解到,何宏艳未来将继续探索高性能限域离子液体功能材料的创制及其在碳捕集、湿气发电等领域的应用。赵亮则将继续聚焦石油化工领域的低碳化发展,通过努力开发“源头零碳、过程低碳、终端固碳”的绿色技术路线,辅以人工智能技术实现碳的全生命周期管理,为石油化工行业低碳智慧转型提供更多解决方案。