隨著“雙碳”目標的提出,廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王野教授主攻了二十多年的研究方向成為熱點。
近一段時間以來,王野課題組系列研究成果一經(jīng)發(fā)表就引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注,更有不少企業(yè)登門尋求項目落地投產(chǎn)的合作可能。目前,團隊合成氣直接制烯烴、芳烴技術(shù)已成功走出實驗室,進入企業(yè)中試階段。
這令從事基礎(chǔ)研究二十多年的王野感到欣喜:“這證明我們的前沿基礎(chǔ)研究方向是可以服務(wù)國家重大需求的,是具有產(chǎn)業(yè)化價值的?!?/strong>
2021年,王野光榮獲福建省“最美科技工作者”稱號。
▲廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王野教授(左二)和學(xué)生在實驗室(廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院供圖) 立志開拓原創(chuàng)性工業(yè)減碳新技術(shù) 占全球主導(dǎo)地位的碳基能源在推動人類進步的同時也產(chǎn)生了嚴重的環(huán)境問題。 “有沒有什么新方法能從源頭上清潔利用碳資源,從中提出更高價值、更清潔的燃料和化學(xué)品?”這是碳一分子的專家王野在科研道路上一直尋找的答案。 隨著“雙碳”目標的提出,減少碳排放作為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵解決路徑之一,王野主要研究方向——提高碳基能源利用效率成為備受關(guān)注的科技熱點。 然而,碳基能源高效利用轉(zhuǎn)化在二十多年前還是前沿領(lǐng)域。在南京大學(xué)研究生時期、東京工業(yè)大學(xué)讀博時期,王野有幸在導(dǎo)師的指引下接觸到這些國際前沿研究課題,并逐步找到自己的方向,堅定地走上科研道路。 “做科研一開始是懵懂的,以為就是看別人做什么,然后自己開展實驗,求學(xué)幾年,才領(lǐng)會到科學(xué)研究不是求同而是求異,只有不斷求異才能做出原創(chuàng)性突破?!?/strong> 2001年,在日本完成學(xué)業(yè)并已在日本高校工作的王野,應(yīng)中科院院士萬惠霖等邀請,選擇回國到廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院任教。 “我國‘富煤貧油少氣’,國內(nèi)會在較長時期倚重煤炭資源,我想嘗試有沒有新方法讓煤炭資源的利用更清潔、更高效,排放的二氧化碳更少?!?/strong> 彼時的王野正值35歲創(chuàng)造力高峰的年齡,他迫切地期待回國開展更多自己喜歡、具有原創(chuàng)性、可為國家在工業(yè)減碳方面提供新思路、新技術(shù)的基礎(chǔ)研究。 從理論創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)落地 回國后的王野一直圍繞碳基能源尋找綠色低碳的化學(xué)過程,對合成氣、二氧化碳、甲烷等我國資源豐富的碳一分子的高效轉(zhuǎn)化利用展開科研攻關(guān)。 碳資源清潔高效轉(zhuǎn)化利用,聽起來簡單,要實現(xiàn)起來難度很大,需要開拓高效、高選擇性催化轉(zhuǎn)化新路線,就像是設(shè)計師要從無到有設(shè)計一條全新道路。 特別是基礎(chǔ)研究,是一個從0到1、從無到有的過程,追求一種全新的化學(xué)反應(yīng)過程,需要反復(fù)實驗,不斷試錯。 烯烴和芳烴分別是應(yīng)用廣泛的化學(xué)原料。傳統(tǒng)烯烴、芳烴的生產(chǎn)主要靠石油,但我國石油依賴進口,煤制烯烴和芳烴就成了我國科學(xué)家一直在攻關(guān)的技術(shù)路線。此前的一些技術(shù)中,煤制烯烴和芳烴需要經(jīng)歷多步過程,其間還會產(chǎn)生許多副產(chǎn)物,造成新的排放和污染。 “我們的目標就是讓這個轉(zhuǎn)化過程更精準,直接生產(chǎn)出我們需要的產(chǎn)品?!?nbsp; 帶著這樣的設(shè)想,王野及其團隊創(chuàng)新發(fā)展了“反應(yīng)耦合”“接力催化”等催化反應(yīng)調(diào)控的新策略,發(fā)展出提升合成氣轉(zhuǎn)化選擇性的普適方法,并由此開辟了合成氣直接制低碳烯烴、芳烴、乙醇等重要化學(xué)品的新路線。 眼下,碳基能源高效轉(zhuǎn)化利用不僅是國家重大戰(zhàn)略需求,更是許多煤化工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)實需要。王野團隊這一原創(chuàng)性合成氣直接制烯烴、芳烴技術(shù)顯示出強大的工業(yè)優(yōu)勢和吸引力。 2017年,王野團隊合成氣直接制烯烴、芳烴技術(shù)取得實驗室研發(fā)成功,并在2020年與國內(nèi)能源龍頭企業(yè)之一的陜煤集團合作啟動百噸級中試放大。 原創(chuàng)研究成果走出實驗室進入產(chǎn)業(yè)化中試,對于從業(yè)二十多年的王野教授來說還是首次。 “追求創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究確實是條艱辛的路,其中的成功大多是在多次失敗的基礎(chǔ)上取得的?,F(xiàn)在我們所取得的每一項重要成果都有著多年的積累,變革性技術(shù)背后凝聚著強大的科學(xué)基礎(chǔ)?!?/p> 從科研工作者的眼光出發(fā),王野認為,雖然大多實驗室成果都不能走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,但是只有通過基礎(chǔ)研究的不斷積累,才能孕育出真正意義上的原創(chuàng)性成果。 “一項原創(chuàng)性研究從想法到實驗,再到產(chǎn)出成果,最后投入應(yīng)用是漫長的螺旋式上升的研究過程,作為一名從事基礎(chǔ)研究的工作者能夠最終看到這一過程的實現(xiàn)將是一大幸事?!?/strong> ▲廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王野教授在授課(廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院供圖) 基礎(chǔ)研究要創(chuàng)新求異 立足國家需求 重大科技成果絕非一朝一夕可得。一路走來,從不受關(guān)注的前沿理論,到產(chǎn)出原創(chuàng)性成果,最終投入實踐,王野主持的相關(guān)原創(chuàng)性成果在近幾年陸續(xù)“浮出水面”。 例如“反應(yīng)耦合”“接力催化”等催化反應(yīng)調(diào)控的新策略就經(jīng)過整整20年的攻關(guān),二氧化碳催化加氫制甲醇研究成果歷時6年才有了重要進展。 一項研究從基礎(chǔ)到應(yīng)用,周期長、風(fēng)險高、不確定性大,很多研究最終也沒能實現(xiàn)預(yù)期的成果。 “追求創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究確實是條艱辛的路,但不能沒有人做。”說起外人看來枯燥而單一的基礎(chǔ)研究工作,王野說,自己也曾有過浮躁甚至迷茫,也曾因自認為非常棒的成果難以得到認可而沮喪。但當想到自己的原創(chuàng)性的成果,最終能產(chǎn)業(yè)化,為人類社會發(fā)展做出貢獻,一股成就感就在王野心底里油然而生。 近年來,王野團隊成果相繼引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。在多相催化領(lǐng)域,已有多名國際知名學(xué)者在頂級學(xué)術(shù)期刊專文對王野團隊發(fā)展的合成氣催化轉(zhuǎn)化新路線給予高度評價。 榮譽加身,但王野依然和其他科技工作者一樣,默默奮斗在科研一線,同時也不忘甘為人梯,為國家培養(yǎng)新一代科技英才。 “基礎(chǔ)研究要創(chuàng)新求異,而不是人云亦云。”他常常將這樣的科研理念傳遞給自己的學(xué)生,教他們培養(yǎng)自己的科學(xué)審美觀,囑托學(xué)生要將科研方向立足國家需求,其次要對未知始終充滿好奇和興趣。 “老師活躍前沿的學(xué)術(shù)思想,精益求精的工作作風(fēng)和夜以繼日的工作熱情讓我領(lǐng)略到真正的科研精神。”去年剛畢業(yè)的馬文超博士如是說。受其影響,他培養(yǎng)的學(xué)生中已有三十多位堅定地走上科研的道路。
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