梁瀟

2021年7月13—15日青少年高?？茖W營能源專題營活動在中國科學院大連化學物理研究所舉行，此次活動的主題為“能源點亮未來”?；顒訛槠?天，設置“科學家面對面：開啟能源之旅”科普報告、“追能逐源：集智探秘”實驗室沉浸體驗、“說能論源：思維碰撞”結題答辯等環(huán)節(jié)，既有科學家面對面講述能源的現(xiàn)狀與未來，又有“接地氣”的趣味科普講解，還開放十大主題實驗室，邀請營員進行為期2天的沉浸式實驗，讓來自5所高中的60余名師生全方位了解當下能源利用現(xiàn)狀、實驗室操作流程等，零距離感受科研魅力。

“科學家面對面：開啟能源之旅”科普報告

啟動儀式上，中國科學院大連化學物理研究所副所長介紹了化石能源利用在推動社會進步的同時，也導致了二氧化碳排放增多等環(huán)境問題。未來一段時期內(nèi)，我國要圍繞碳達峰、碳中和目標，突破太陽能、氫能、儲能、生物質能的技術瓶頸，提高可再生能源在能源消費結構中的比例。他號召青少年要擔負起時代責任，勇于投身能源事業(yè)。

“追能逐源：集智探秘”實驗室沉浸體驗

第1組?快速分離與檢測研究組

實驗名稱測測我們自己產(chǎn)生的 NH3

實驗目的①親自動手體驗搭建測試儀器平臺。②檢測呼出氣體中的 NH3。③掌握譜圖及數(shù)據(jù)的簡單分析技能。④學習實驗流程及實驗報告的撰寫方法。

預期結果①初步掌握離子遷移管的搭建。②學會利用 IMS 檢測 NH3的操作步驟。③學會分析 IMS 譜圖。④自主完成實驗報告的撰寫。

第2組?二維熱電材料研究組

實驗名稱熱電器件制備及性能測試

實驗目的①了解熱電材料的工作原理。②了解熱電器件的制備流程。③了解熱電器件的應用。

預期結果①直觀體驗熱電材料的 Seebeck 效應和 Peltier 效應。②成功制備熱電器件，利用一定的溫度差驅動風扇，在學習科學原理的同時，感受動手實驗帶來的成就感，激發(fā)對科學研究的興趣。

第3組?分子催化與原位表征研究組

實驗名稱①光催化反應實驗，以釩酸鉍光催化分解水為例。②電化學反應實驗。③光合作用微生物培養(yǎng)實驗。

實驗目的①學習太陽能光催化分解水制氫對清潔能源的重要意義。②了解電化學反應過程，電化學工作站的使用和基本操作，了解電極、電勢在電化學中的應用。③了解并觀察微生物細胞的培養(yǎng)，學習和實驗人工光催化劑體系的反應過程。

預期結果①認識到太陽能光催化分解水，生產(chǎn)清潔可再生的太陽氫燃料，是從根本上解決能源和環(huán)境問題的有效策略之一。②認識和理解自然光合作用體系的原理，知道自然界中的光合作用是利用太陽能的高手，在這個過程中，太陽能被高效地轉化為化學能，儲存在由水和二氧化碳轉化形成的生物質中，同時放出氧氣。③從生物光合作用原理中受到啟發(fā)，構建人工光合成體系，將太陽能轉化為化學能，生產(chǎn)太陽燃料。

第4組?技術支撐與管理組1

實驗名稱測量材料的比表面積與孔分布

實驗目的①認識多孔材料。②學習材料的比表面積、孔分布概念。③了解材料比表面積、孔分布的測量原理及過程。

實驗方法使用物理吸附儀，采用氮氣物理吸附法，在液氮溫度下獲得材料對氮氣的吸脫附等溫線，通過已有的數(shù)學模型計算材料的比表面積、孔分布。

預期結果①了解氣體在固體表面和孔道內(nèi)發(fā)生吸附、填充的自然現(xiàn)象。②熟悉基于氣體物理吸附表征材料比表面和孔徑的原理。

第5組?技術支撐與管理組2

實驗名稱掃描和透射電子顯微鏡的區(qū)別與應用

實驗目的①了解掃描和透射電鏡圖像的特點與差異。②理解電鏡測試需依據(jù)材料特點進行選擇。③直觀感受電子顯微技術在能源科學研究中的重要作用。

預期結果①感受納米材料的結構特點。②了解電子顯微研究的基本方法與技術特點。③學會簡單的數(shù)據(jù)分析，體驗不同微觀粒子成像的區(qū)別。

第6組?碳資源小分子與氫能利用研究組實驗名稱熱催化制液體燃料

實驗目的 ①了解催化劑的基本知識。②掌握沉淀法制備催化劑的過程。③了解簡單催化劑的分離方法。④了解 CO2加氫反應的基本流程與分析方法。

預期結果①得到固體催化劑沉淀。②使用不同方法分離出固體催化劑。③得到摻雜助劑的催化劑粉末。④ CO2加氫制得烴類產(chǎn)物。

第7組?儲能技術研究部

實驗名稱全釩液流電池、鋅溴液流電池的組裝與測試

實驗目的①了解全釩液流電池、鋅溴液流電池和鋰離子電池特點、用途和研究現(xiàn)狀及應用情況。②掌握全釩液流電池、鋅溴液流電池工作原理。③掌握全釩液流電池、鋅溴液流電池的電池結構，學習液流電池組裝與測試方法。

預期結果①成功組裝全釩液流單電池、鋅溴液流單電池。②電池正常運行并進行充放電循環(huán)測試。

第8組?分子探針與熒光成像研究組

實驗名稱細胞器多色熒光成像

實驗目的圍繞共聚焦顯微鏡熒光成像展開實驗，讓營員了解熒光成像的原理、意義及細胞生物學的前沿進展。

實驗方法涉及適用于熒光成像的有機熒光染料的熒光光譜測試與分析，活細胞細胞器的染色，以及共聚焦顯微鏡熒光成像。

預期結果①獲得熒光染料在不同溶劑中紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜。②拍攝不同熒光染料對多種細胞器染色的成像圖片。

第9組?生物能源化學品研究組實驗名稱光催化分解水制備氫氣

實驗目的通過光催化分解水制備氫氣的實驗過程，了解光催化的基本原理及其實際應用。

預期結果①掌握常用實驗儀器的基本使用方法。②了解光催化的基本過程。③掌握光催化的基本實驗操作及安全事項。④進一步了解光催化過程的應用。

第10組能源材料研究部（籌）

實驗名稱①耐輻射、高性能聚芳醚酮的制備實驗。②苯乙烯陰離子聚合實驗。

實驗目的①了解具有耐輻射、高性能聚芳醚酮的制備方法和基本原理。②了解苯乙烯聚合的基本反應過程和原理。

預期結果①熟悉化學實驗室的常規(guī)要求和常規(guī)實驗流程。②學會相關的儀器操作和使用方法。③熟悉現(xiàn)代化學物質組成、結構和性能的表征手段，比如紅外光譜（FTIR）、差示掃描量熱儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）和掃描電鏡（SEM）等。

“說能論源：思維碰撞”結題答辯

結題答辯中，各小組的營員代表分別進行匯報，經(jīng)過專家評審，共評選出6組30名優(yōu)秀營員。