杨阳：二氧化碳资源化利用的探索者

作为空气中常见的化合物，常温下无色无味无臭的二氧化碳，浓度超过一定量时，不仅使冰川融化、海平面上升，还对人类健康构成严重的威胁。

但任何事物，都有两面性，固态的二氧化碳，俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨。也常在舞美中用于制造烟雾华。所以，二氧化碳也可因科技，变成可被人类运用的资源。来自上海交通大学环境科学与工程学院的杨阳正是二氧化碳资源化利用领域的探索者。

 

 

志存高远的探索

胸有凌云志，无高不可攀。虽然，二氧化碳的资源化利用本身是一个漫长且充满荆棘的过程，但自小便在心中埋下奋斗种子的杨阳，始终不忘初心，奔跑前行。

自2017年至今发表SCI论文18篇，申请发明专利3项。2017年以“模拟自然，人工改善地球碳循环——一种利用生物质水热原位转化二氧化碳的新方法”为题，参与了上海交通大学第一届“源创杯”颠覆性技术大赛，获优胜奖。2020年入选了“2020年度博士后创新人才支持计划”。2021年获得国家自然科学基金委员会青年科学基金项目资助。作为主要完成人参与“生物质水热原位转化二氧化碳实现资源化的研究”的自然科学基金重点项目，参与自然科学基金面上项目，科技部重点项目。在生物质水热还原二氧化碳方向，多次做国际会议报告和特邀报告介绍相关工作。成绩记录了科研探索的轨迹，也记录了兢兢业业的付出。

每个人都有一个梦想，杨阳的梦想，就是让二氧化碳资源化利用尽早走向社会。如果说二氧化碳减量是保护环境的直接推手，那么，二氧化碳资源化利用就是杨阳的终极目标，即，通过简单、高效的方法将其还原转化为有机资源，不仅可以实现负碳效应，实现其资源化利用，还可缓解化石燃料短缺的困境。

笃行致远的创新

没有创新，就没有突破。所以，杨阳的探索始终围绕着应用与创新。于是，“水热反应”走进了杨阳所在的课题组。

众所周知，二氧化碳不仅是大气中的温室气体，也是地球碳资源历经循环后的最后一个环节。一般来说，碳循环通过空气、水体、矿物和动植物之间的不断转化来保持平衡，即水和二氧化碳通过光合作用生成生物质，生物质死亡后的残骸以及人类活动的废弃物会缓慢沉降到地下，在地下高温高压水以及微生物的作用下形成煤炭、石油、天然气等化石燃料。但当二氧化碳的排放速度远远大于吸收速度，含碳废弃物成为垃圾累积，地球碳循环便失去了平衡。

地质研究发现，从含碳废弃物或生物质转化为化石燃料速度慢，并不是因为形成化石燃料的反应速度慢，而是废物残骸沉降到可反应的地点需要的时间漫长。因此，人为模仿地下高温高压水热条件，利用水热反应将二氧化碳、有机废物、生物质快速转化成资源和能源，为人工改善失衡的地球碳循环提供了思路。

基于水热环境的独特反应优势，杨阳所在的课题组提出了利用“水热反应”这一概念，并进行了大量二氧化碳及生物质转化研究。水热反应一般定义为在高温高压水中的反应。由于高温高压水的特性，以及以水为反应介质的水热反应具有无毒无害、环境友好的特点，近年来备受瞩目，被认为是具有良好工业化应用前景的新技术。

目前已实现以常见金属如铁、锰、锌、铝为还原剂，钴、铜、镍为催化剂，二氧化碳还原生成甲酸、甲醇、甲烷、乙酸、长链烷烃等化合物。而在生物质水热转化方面，除了可以实现包括纤维素、木质素、油脂、微藻等向高附加值化学品的转化，还发现生物质在水热条件下具有还原性。

基于以上研究成果，杨阳所在课题组系统研究了生物质水热还原二氧化碳的反应规律及机制，得到了碳水化合物水热还原二氧化碳，微藻类含氮生物质水热还原二氧化碳，以锌-钴为核心反应金属，水热还原二氧化碳为甲烷一系列原创性成果。

“只要勇于突破，二氧化碳的资源化利用，就会走进现实。”这是杨阳的初心，亦是她奔跑的方向，未来的她，将继续以碳水化合物及二氧化碳高效、高选择性转化为目标，开拓创新，砥砺前行。（上海交通大学环境科学与工程学院供稿）

（责编：崔宝友）