学院新闻


科研成果 | “交大低碳人”助力碳达峰碳中和!


发布时间:2023-06-05 

2023年6月5日

是第50个世界环境日

今年的环境日主题为

“减塑捡塑”

旨在提高人们对于塑料污染的危害认识

鼓励人们减少使用一次性塑料制品

并促进循环使用

2023年我国环境日主题是“建设人与自然和谐共生的现代化”。以党的二十大报告中关于生态文明建设的重要论述“加快发展方式绿色转型”、“深入推进环境污染防治”、“提升生态系统多样性、稳定性、持续性”、“积极稳妥推进碳达峰碳中和”作为宣传口号,阐述今年环境日主题的丰富内涵。

上海交通大学中英国际低碳学院面向国际前沿,立足我国环境保护和“双碳”战略需求,持续躬耕,废弃物资源化团队取得了喜人的科研成果,多篇文章发表于国际一流期刊,在科研一线扛起交大低碳人的责任担当,持续贡献交大智慧和力量。

 

Part1 交大低碳人

实现“绿色转化 变废为宝”

封面文章

生物质资源是不可再生能源的绿色替代品,因此开发生物质资源是缓解全球环境问题的重要途径之一。甲壳素是一种天然含氮高值生物质资源,而甲壳素水解至单糖是其利用的关键第一步。传统工艺使用强酸腐蚀性大、环境危害大。我院陈熙副教授团队提出了一种绿色高效的甲壳素老化-水解机制经老化处理后的甲壳素,在50 wt% CaCl2溶剂环境下可以实现51.0%的NAG水解产率。在溶剂中加入ZnBr2 (10 wt%)混盐后,产率可进一步提高到66.8%。该方法不仅避免了传统的水解过程中过高浓度酸的使用,且使用廉价CaCl2溶剂,降低了反应成本,绿色高效,实现温和条件下甲壳素的快速水解。该成果英国皇家化学学会(RSC)著名学术期刊Green Chemistry接收并选为封面文章。

文章题目:Acid hydrolysis of chitin in calcium chloride solutions

原文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d2gc04246k

单原子催化剂用于生物质炼制

除此之外,陈熙团队围绕单原子催化剂在木质纤维素转化为高价值化学品方面深入研究,并取得重要研究进展。前瞻性文章“Selective Hydrogenation of Lignocellulosic Biomass over Single-atom Catalysts“被英国皇家化学学会(RSC)可持续能源国际著名学术期刊Sustainable Energy & Fuels接收。该文章综述了单原子催化剂(SAC)凭借其独特的结构在生物质精炼方面成为了一种新的前沿技术,特别是在选择性加氢方面表现出了高活性和高选择性等优点。通过简要介绍近期SAC在木质纤维素生物质或衍生原料加氢反应方面取得的进展,研究催化剂构效关系,探讨不同底物(糠醛、5-羟甲基糠醛、乙酰丙酸等)中的反应条件及反应机理等。由于SAC在木质纤维素生物质精炼中的突出表现,它将具有未来巨大的开发潜力。

文章题目:Selective Hydrogenation of Lignocellulosic Biomass over Single-atom Catalysts

原文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/se/d3se00454f

 
作者介绍

陈熙,中英国际低碳学院副教授,本科和硕士毕业于武汉大学化学与分子科学学院,博士毕业于新加坡国立大学颜宁教授课题组。长期从事固体废弃物资源化利用、生物质转化利用、碳材料、绿色环保材料以及纳米催化等研究。任RSC Advances期刊副主编,Carbon Neutrality青年编委。在Nature、Accounts of Chemical Research、Advanced Materials、Green Chemistry、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、ChemSusChem等知名期刊发表文章40余篇,SCI引用3300余次,H index 27,授权国际专利1项。
 

Part2 交大低碳人

助力厨余垃圾能源化

 厨余垃圾能源化系统在上海吾悦广场落地应用

我院张景新副教授团队与新加坡国立大学Tong Yen Wah教授团队在CREATE-E2S2项目中联合研发的分布式厨余垃圾能源化系统在上海吾悦广场落地,用于原位处理厨余垃圾并产生电能、热能和有机肥料。吾悦广场位于上海市青浦区,是一处购物餐饮综合体,为青浦区首个客流量3万以上的高端商业综合体,其中入住餐饮商家超过50家,每日产生餐厨垃圾约2~3吨。联合研发的厨余处理设备采用两相厌氧发酵工艺,载有餐厨垃圾的垃圾桶经自动提升系统通过碎料口进入水解池,经过预水解并被进一步破碎为浆状,最终进入发酵罐厌氧发酵设备,通过厌氧生物作用转化为沼气与沼液。沼气经沼气发电机发电,电能用于设备自身供电并外用。沼液可作为肥料使用或经水处理设备处理达标后排放。设备初期预计处理能力约占餐厨总量的20%-50%左右,预计每吨餐厨垃圾可产生100~200kWh电。未来该系统将会进一步放大处理规模并进一步应用E2S2现有技术成果进行多种测试包括先进预处理技术,厌氧生物强化技术,厌氧消化过程的人工智能调控,蔬菜培育等沼液后端应用,探索餐厨垃圾能源化与资源化的更多应用场景。

 

项目负责人

张景新,上海交通大学中英国际低碳学院副教授,博士生导师。2013年于大连理工大学获博士学位。2014-2018年,在新加坡国立大学环境研究所担任研究员。长期从事有机固废处理与资源化、厌氧消化技术与废物能源化系统集成、智慧控制系统以及生物碳捕集与利用等领域研究。主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划课题、上海市浦江人才计划项目等多项课题。任Energies期刊编委,净水技术青年编委。在Water Research,Applied Energy等知名期刊发表文章50余篇,出版专著一部,授权国家发明专利三项,新加坡Invention Disclosure一项。

 

世界环境日 你我共行动

简约适度、绿色低碳

构建人与自然和谐共生的地球家园

以交大智慧助力“共建清洁美丽世界”

低碳人,一直在路上!