优才面对面|李怀光:“碳”索未来,以热爱筑梦

读特新闻 2024-08-14 17:21:37

在这个充满活力和创新的城市——深圳,我们见证了“高精尖缺”人才的涌现,他们或投身于科技创新的前沿,或在文化艺术的殿堂里熠熠生辉,抑或在各行各业默默耕耘,为社会的发展贡献着自己的力量。这些人才不仅是深圳这座城市发展的中坚力量,更是我们时代进步的见证者和推动者。

为了更好地挖掘和展现深圳人才故事,市“鹏城优才一站式”服务平台(深圳市人事人才公共服务中心主办)特别推出了《优才面对面》栏目。本栏目旨在通过深入访谈和报道,展现深圳人才的成长历程、心路历程和奋斗故事,让更多人了解他们的奋斗精神和创新精神。

本期优才面对面,邀请到“鹏城优才卡”持卡人,香港中文大学(深圳)助理教授李怀光,讲述他的科研故事。

在全球气候变化和可持续发展的议题日益凸显的今天,有一批科研工作者正默默耕耘,用他们的智慧和汗水探索着减缓碳排放的新路径。李怀光,香港中文大学(深圳)(以下简称“港中深”)理工学院的青年教授,就是其中的佼佼者。他回国两年,便在碳中和领域取得了令人瞩目的成就,尤其是在氢能和碳捕集材料的研究上,展现出了非凡的创新能力。

今年6月,李怀光与剑桥大学教授Alexander C. Forse的研究团队在国际顶级学术期刊《Nature》上发表了关于碳捕集技术的最新研究成果——“Capturing carbon dioxide from air with charged sorbents”。

十年海外磨砺,科研视野广开

初见李怀光,正值暑期。在港中深的实验室里,李怀光和学生们仍在埋头研究。灯光洒落,照亮了实验室的每一个角落,更将他们的身影映衬得格外专注与坚毅。

这是李怀光第一次接受专访。在采前准备时,坐在镜头前的他显得有些拘谨,但脸上始终挂着温暖的笑容,散发着科研工作者特有的谦逊与坚韧。

李怀光,博士毕业于德国波鸿大学,在此之后先后在波鸿大学、慕尼黑工业大学开展博士后研究工作。之后进入剑桥大学从事新型二氧化碳吸附剂的开发与研究。2022年,李怀光选择回国,落脚于港中深。

这段长达十年的海外求学经历给李怀光带来不一样的科研视角,不仅锤炼了他的科研能力,更让他深刻理解了不同教育体系和研究方法之间的差异与互补。李怀光感慨道,“在国外,我接触到了不同的研究体系和方法,这让我学会了如何从不同角度去看待问题,也培养了我独立思考和创新的能力。”

正是基于深厚的学术积淀,李怀光在燃料电池与二氧化碳吸附等前沿交叉领域展开了深入的探索。他认为,近年来,全球气候变化和全球变暖问题日益严峻,需要从技术上革新,找到低能耗、高效率的方式来减少碳排放。在这样的背景下,李怀光结合之前的研究基础,开始了对氢能和碳捕集材料的探索。

回国前夕,李怀光在剑桥大学化学系的实验室里,与导师Alexander C. Forse共同见证了碳捕集技术的最新研究成果——“带电吸附剂”的诞生。

“我们将最新研发的二氧化碳‘带电吸附剂’放入了一个不起眼的保鲜盒中进行测试,仅仅25分钟后,二氧化碳传感器上的示数便降至0,吸附率达到惊人的100%。”谈及此,李怀光的语气依旧透露着欣喜和雀跃。

科研热血不息,“带电吸附”破局

回国后的两年,李怀光的科研脚步也并没有停下。他迅速在港中深的实验室内启动了后续的深入研究,聚焦于“带电吸附剂”其吸附效能、性能表现、稳定性评估以及材料结构的进一步优化。

这个过程中,李怀光需要将制备的材料从国内邮寄往剑桥大学,进行跨地域的科研合作。值得一提的是,尽管经历了复杂多变的国际航空运输环节,该材料的卓越稳定性和性能表现未受丝毫影响。

经过近两年的对比、验证,这一成果于2024年6月发表在《Nature》杂志上。团队所提出的这种全新“带电吸附剂”材料,不仅为应对全球气候变化提供了强有力的技术支持,也为实现碳中和目标开辟了新路径。

实际上,这也是李怀光第一次登上正刊。回想起看到论文被《Nature》接收时,李怀光的心情反而异常平静,“其实,真正让人兴奋的并不是论文登上正刊的那一刻,而是我们在材料测试过程中不断取得的突破性进展。”

李怀光坦言,每一个实验数据的变化,都像是他们在科研道路上的探索者,告诉他们离目标又近了一步。研究成果出来时的那种振奋,远比任何外界的认可来得更加深刻。

“每天泡在实验室里,见证实验室的白天黑夜,是我们的家常便饭。”谈及科研这一路的感受,李怀光的眼神中透露出一种科研工作者特有的执着与热情,“科研工作,需要一腔热血和一身热爱。”

碳捕集展新篇,低耗高效树标杆

近年来,全球气候变化问题日益严峻,温室气体排放被认为是主要原因之一。为了实现碳中和和应对气候变化,各国正在大力发展清洁能源,但化石燃料在短期内仍难以完全替代。

因此,如何有效降低碳排放,成为当前能源领域面临的重大挑战。在这种背景下,碳捕集技术得到了广泛关注和研究。

碳捕集技术,是指从各种排放源捕获并分离二氧化碳,并将其永久储存或循环利用的一系列技术措施。但是,传统采用碱性溶液(例如氢氧化钾、氢氧化钙等)作为吸附剂的碳捕集方法,存在能耗高、运行成本大等瓶颈问题。

如何降低捕集能耗是目前高性能吸附材料研发的关键。

李怀光与剑桥大学团队通过跨学科合作成功开发的“带电吸附剂”,利用的是电化学技术,在低成本活性碳的孔隙中积聚大量活性氢氧根离子,从而实现对空气中二氧化碳的高效捕获。

这一创新设计不仅显著提高了吸附容量和效率,更重要的是带电吸附剂在脱附过程中无需高温条件,仅需在90-100℃下即可完成,大大降低了能耗。

“传统的吸附剂捕获每吨二氧化碳需要耗费大概500到600美元。如果用带电吸附剂,可能只是原来成本的1/5甚至1/10。”李怀光表示,带电吸附剂的开发不仅是对传统碳捕集技术的一次重大突破,更为实现碳中和目标提供了强有力的技术支撑。其广泛的应用前景和低成本优势,将推动碳捕集技术在全球范围内的普及和应用。

沃土滋养科研梦,深圳助力碳中和

对于许多海外学子而言,国外的学习与工作经历是一个宝贵的积累过程,但心中那份对故土的深情与将所学回馈祖国的愿望,往往成为最终抉择的关键。

回到国内后,李怀光在港中深建立了自己的研究小组,致力于将学到的知识和技术应用到实际中。李怀光坦言,“我选择回国,正是希望将自己在海外所学、所悟,在这片养育自己的土地上生根发芽,开花结果。”

而深圳,这座经济与科技发展的前沿阵地,以其活跃的经济氛围和浓厚的科技底蕴,吸引了李怀光以及无数科研追梦人。

在谈及人才环境与人才政策时,作为“鹏城优才卡”持有者,李怀光深有感悟。据介绍,此次“带电吸附剂”的研究得到了深圳市环境材料与再生能源重点实验室、广东省人才计划引进创新科研团队—基于高效光催化的氢能应用基础研究等项目的鼎力支持。

“这些平台与资源的汇聚,为科研探索提供了肥沃的土壤和强大的动力。”李怀光表示,在这样的环境中,科研人员能够心无旁骛地投身于科研事业,能够更直接地感受到科技发展的脉搏,也更有机会将科研成果转化为实际应用。 在谈到未来的科研规划时,李怀光充满了期待。他表示,文章顺利发表是一个好的开端。接下来,团队将继续在氢能和碳捕集两大方向上深耕细作,争取开发出更多能够实际应用的技术和产品。团队成员们也将着手解决如何把实验室技术转移到大规模工业生产,以及在成本、可靠性、能耗等方面进一步优化的诸多问题。

他相信,通过持续的创新和努力,这项技术能够成为应对气候变化,实现双碳目标的又一把利器。

编辑 李婧 审读 伊诺 二审 张玉洁 三审 刘思敏

(作者:读特新闻记者 吴佳妙/文 魏丹 张越洋/视频 徐瑜鸿/海报设计)

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