在人类文明的幽暗处,有数以万吨计的有机废弃物在悄然堆积——果皮、菜叶、废弃油脂,以及更有治理难度的塑料制品,它们曾是大地的馈赠,却在消费的尽头沦为“沉默的负担”。
▲徐加陵
然而,青山行不尽,绿水去何长,要还大地山清水秀,应和国家生态保护战略,“变负担为宝藏”终究是一条高效之路、必由之路。所以,在南京大学能源与资源学院的一间实验室里,一场新时代版的“点废成金”正在上演:这些有机废弃物正被重新投入高温的怀抱,在无氧的密闭空间中经历一场名为“气化”的蜕变——碳氢化合物在超临界水相环境中重组,化作富氢可燃气体、生物油与富含碳素的生物炭——这不是毁灭,而是重生。而在相关研究的“炼炉”中,一位年轻的科学家正用自己的学识默默点燃火种,他便是南京大学能源与资源学院助理教授徐加陵,他正致力于将绿色能源驱动的热化学转化技术推向高效、低碳与智能化的前沿。他相信,真正的可持续,并非远离火焰,而是学会用清洁的能量,点燃那些长久被忽视、浪费的“火种”。
从本科到博士,徐加陵一直深耕于动力工程及工程热物理专业,博士期间更是师从郭烈锦院士和金辉教授两位名师。一直以来,他对自己的职业发展路径从未有过犹疑,“科研是一场与未知的漫长博弈,这是我甘之若饴的事业目标”。也正因怀抱如此信念,他才从博士起,便跟随导师加入“十三五”重大专项子课题的研究中,用挑灯夜战与勤思奋行为我国潜力巨大的稠油和低成熟页岩等重质油资源带去开采新希望。“老实讲,其实当时参与项目也的确出于我有毕业论文要完成的一些‘私心’,但当成果初现,即以超临界水热化学转化为核心的重质油原位转化开采真正成为一条新思路的时候,我才明白,原来这就是从机理研究,到零部件设计,最后到实验室样机搭建的新技术全方位论证。”自此,“理想与国家需求同频共振”在徐加陵心中不再是一句缥缈的口号,而是时代考卷上的一道开放题,“虽然艰难,但必须完成”,彼时他如此告诫自己。
2023年,徐加陵正式走上工作岗位,同时他注意到我国的废弃塑料环境污染问题正日益加重。“一方面,我国是全球最大的塑料生产国,生产量占全球塑料生产总量的30%;而另一方面,我国总体废弃塑料回收率却不到30%,大部分塑料废弃物被填埋或被随意丢弃在陆地或海洋中。”这意味着什么?意味着这些废弃塑料不仅会被鸟类等陆生动物误食,破坏生态多样性,还会经食物链最终传递成为闭环,威胁到人类生命。因此,发展清洁、高效的废弃塑料资源化处置技术对打赢塑料环境污染治理攻坚战具有重要意义。
然而,虽然亚临界水液化和超临界水气化技术是热化学分解法细分领域发展势头强劲的两个分支,但对于塑料而言,其中仍有悬而未决的难题:一方面,现有亚临界水液化技术普遍存在液化产物油品质量不高;另一方面,由于塑料受热熔融后的高黏性和低热传导性,导致超临界水直接气化塑料普遍存在碳气化率不高、易结焦等问题。因此,耦合有效的塑料解聚前处理工艺,先将废弃塑料解聚为液相产物,后利用液相有机物较易在超临界水环境中形成均相反应体系的优势,将解聚后的液相产物作为超临界水气化原料制取合成气,是实现废弃塑料高值转化的有效途径之一,也是徐加陵几年中的工作主旋律。
借助国家自然科学基金的支持,徐加陵目前已完成典型塑料液化产物在超临界水中的气化规律探究,但未来要如何实现液化与气化过程之间能量流、物质流的高效匹配仍有待进一步探索。徐加陵心有宏图,“传承导师传递的精神品质,我相信未来可盼”,在每一次的请教与对谈中,他也十分明白,“科研清则心无旁骛,亲则力有千钧”。
来源: 科学中国人