重点实验室2009年度学术报告系列活动六于9月14日在广州能源所907学术报告厅举行,中国科学院海外杰出人才张灵志博士应邀做了题为《基于元素硅的可再生能源探讨》的精彩学术报告。近五十名科技工作者和研究生参加了报告会。
张灵志博士1997年在中山大学高分子研究所获得理学博士,之后先后在台湾、法国和美国从事多年有机杂环共轭小分子和导电聚合物材料的设计合成和电致发光器件(OLED)方面的研究工作。尤其在美国的5年期间,先后在美国纽约城市大学和Silatronix Inc. 以及Uninversity of Wisconsin-Madison 从事有机共轭导电聚合物纳米材料和有机硅能量存储电解质材料开发及电化学性能和器件方面的研究工作,取得很多丰硕的科研成果。
张博士在报告中向大家介绍了一种有可能成为替代碳化石燃料的革命性的新的能源载体-硅。硅具有高能量密度(与碳相当),可以稳定、安全的存储和运输,其燃烧无温室气体(CO
2)排放,燃烧产物(SiO
2)可以再生。张博士首先介绍了以碳作为还原剂由沙子直接合成硅的原理和化学过程,但是整个过程能量消耗大,并且有CO
2释放;接着,进一步介绍了低能耗的、无CO
2释放的合成方式。之后,重点介绍了聚硅烷(H-Polysilianes;缩写为HPS)的合成原理与化学过程,聚硅烷的分子式可以写成-[Si-H
2]
n-,它与烷烃类似,当硅的数量少时呈液态,多时呈固态。HPS可以与水反应或者直接燃烧,产物分别是氢气、SiO
2或者水、SiO
2。而且通过与几种传统的能源载体进行比较,可以看到HPS具有很高的能量密度,而且,HPS可以被安全的输送,由此可见它是理想的能源载体。
最后,张博士介绍到:在撒哈拉大沙漠一块700kmX700km的地方搭建太阳能板,当系统的效率为10%时,吸收的太阳能就足以提供人类一年的能量消耗。而地球上的沙子几乎是取之不竭、用之不尽的;由此,张博士向我们展示了一个以硅循环代替传统的碳循环的美好前景,从根本上解决人类能源危机、温室气体的排放、以及能量存储和输送的问题。
张博士的报告内容丰富、讲解细致而又精彩,让与会者开阔了视野,从不同的角度去认识、思考和解决全球的能源危机问题,令人受益匪浅。
重点实验室 吴慧杰
2009.9.28