一滴卤素破解百年难题：中国给出能源低碳转型新答案

One Drop of Halogen Solves a Century-Old Puzzle: China Offers a New Answer to Energy's Low-Carbon Transition

近日，中国科学院山西煤炭化学研究所温晓东团队与北京大学马丁团队联合攻关，在费托合成技术领域取得颠覆性突破。这项发表于《科学》期刊的成果，通过添加 “分子级调味料” 般的痕量卤素化合物，成功将百年技术的碳排放率从 30% 降至 1% 以下，为全球碳资源绿色转化提供了原创方案。

诞生于 1923 年的费托合成技术，是连接煤、天然气等资源与液体燃料、烯烃等高值化学品的关键桥梁。在我国，该技术更承载着保障能源安全、降低石油依赖的战略意义 —— 通过煤基合成气转化，可实现烯烃等基础化工原料的自主供应，广泛应用于塑料、医药等关键领域。但百年来，高碳排放始终是其难以逾越的瓶颈：铁基催化剂易触发副反应，使一氧化碳与水结合生成大量二氧化碳，既浪费碳资源又加剧环境负担。

面对这一世界性难题，中国科学家另辟蹊径。“就像烹饪时加一滴调料，百万分之一浓度的卤素化合物就能带来质变。” 马丁教授形象地解释道。这些溴甲烷、碘甲烷等卤素分子如同 “动态调控者”，在催化剂表面不断吸附解离，像 “电子开关” 般阻断水分子活化，从根源上遏制二氧化碳生成；同时抑制烃类过度氢化，让更多碳原子转化为高附加值烯烃。

实验数据展现出惊人成效：传统工艺中占比高达 30% 的二氧化碳，在 “痕量卤素调控” 下骤降至 1% 以下，而烯烃产物比例飙升至 85% 以上，远超行业平均水平。这一突破直击煤化工产业痛点 —— 我国煤化工年排放海量二氧化碳，固废利用率仅 30% 的现状有望得到根本改善。

目前，研究团队已启动中试放大与稳定性评估，加速技术落地。在内蒙古伊泰等企业的费托合成项目基础上，这项技术未来可广泛应用于煤基、气基合成体系，既能降低对进口石油的依赖，又能助力 “双碳” 目标实现。正如马丁所言：“这不仅是合成气利用的绿色革命，更是中国为全球能源结构优化贡献的智慧。”

从南非 SASOL 的传统工艺到中国的痕量调控技术，费托合成的百年演进中，中国科学家用 “一滴卤素” 的巧思，书写了能源低碳转型的新篇章，更彰显了大国科技担当。

参考资料：科学（Science）期刊、人民日报