作者:李弘林 刘文浩 王晓晨 刘学 来源: 中国科学报 发布时间:2025-8-22
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德国海洋绿色氢能生产项目获进展

近日,德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心公布其研究项目SalYsAse的最新成果,即提出一种创新的氢气生产方法,利用海洋微生物作为生物催化剂,在海上风电场直接从海水中生产绿色氢气。这一突破性进展有望为全球能源转型提供一种高效、环保且具有成本效益的解决方案。

传统电解制氢需要使用纯净的淡水,然而全球淡水储量仅占2.5%,且海水淡化和净化成本高昂。此外,海水电解过程中会产生有毒氯气,导致电极腐蚀和不良副反应。这些因素限制了电解制氢的广泛应用。

亥姆霍兹基尔海洋研究中心地球微生物学教授Mirjam Perner领导的SalYsAse项目核心是解决传统电解制氢过程中对淡水的依赖问题,直接利用海水进行电解。项目团队创新性地将波罗的海与北海的海洋微生物作为生物催化剂,结合既能导电,又可承载微生物的耐腐蚀多孔钛结构传输层,使生物催化过程直接在电解槽内完成,大幅降低对铱等稀缺化学元素催化剂的依赖。这种创新方法将材料科学与生命科学相结合,有望大幅提高盐水电解的效率和可持续性。研究人员称,钛基材料与微生物的结合是突破海水电解瓶颈的关键,有望推动氢能生产更加高效、经济。

研究人员表示,这一项目的成功实施将为全球能源转型提供有力支持,还将为其他沿海国家和地区提供借鉴,推动全球绿色能源技术的发展和应用。未来,整个制氢过程将在海上风电场直接进行,避免了电力输送过程中的能量损失和高昂成本,生产的绿色氢气可广泛应用于钢铁和化工等能源密集型行业。(李弘林、刘文浩)

日本科学家利用X射线实现磁重联远程测量

近日,《地球物理研究通讯》发表文章指出,研究人员利用软 X 射线测量重联率,所获得的X 射线辐射图案能直接反映重联区域周围的磁场结构,且计算出的全球重联率与理论预测值和之前实验室测量结果吻合,从而使 X 射线有望成为一种新型空间天气诊断工具。

磁重联是各种空间和天体物理现象中能量快速释放的关键机制,重联率是表征此过程的一个重要因素。尽管已有研究通过远程成像和原位测量获得了局部重联率,但其观测不仅局限于某些特定情况,且未能获得一个能将局部重联率和全球重联率联系起来的工具。

鉴于上述问题,日本千叶大学的研究人员提出一种新观测方法,即利用太阳风粒子与磁层边界相互作用时自然发出的软X射线,实现从更远距离测量比以往更大范围的重联率。研究人员采用计算机模拟技术将地球磁层的高分辨率全球磁流体动力学模拟与软X射线发射模型相结合。通过模拟,研究人员分析了在强烈的太阳风条件下,从卫星上观测到的与磁重联相关的X射线的情况。结果表明,最亮X射线辐射呈现出明显的尖顶状图案,直接反映了重联区周围的磁场结构。通过测量这些明亮区域的张开角度,研究人员计算出全球重联率值为 0.13,这与理论预测和之前实验室测量结果非常接近,从而有可能量化太阳风能量流入磁层的情况,使X射线成为一种新型空间天气诊断工具。

研究人员表示,该测量和理解磁重联的新方法将有助于改进空间天气预报。预测太阳活动如何影响近地空间对于保护宇航员及确保通信系统和太空任务的可靠性至关重要,尤其是在面临诸如磁暴等潜在破坏性事件时。(王晓晨)

加拿大计划利用AI技术挖掘北部地区矿产资源潜力

近日,加拿大政府宣布正在推进一项地球科学研究计划,旨在利用人工智能(AI)、数字扫描技术钻孔岩芯,释放加拿大北部的矿产资源潜力。

作为该计划的一部分,加拿大将在西北地区试点一个项目,通过尖端技术对西北地区地质调查局保存的现有钻孔岩芯进行扫描、数字化和分析,以突出显示具有高关键矿产潜力的新区域。这些岩芯扫描数据及其关联信息将通过一个集中化数字平台开放共享,帮助降低勘探风险、重新评估现有发现,并为北部地区创造新的矿产开发机遇。

该项目将以西北地区斯莱夫地质省的钻孔岩芯为核心,该地区是加拿大最具前景的矿产勘探与关键矿产开发区域之一。该项目还支持加拿大原住民合作以及保障向净零转型所需供应链等核心优先事项。(刘学)

《中国科学报》 (2025-08-22 第2版 国际)
 
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