[青少年高校科学营特色活动]中国科学院大连化学物理研究所能源专题营：能源点亮未来

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2021年7月13—15日青少年高校科学营能源专题营活动在中国科学院大连化学物理研究所举行，此次活动的主题为“能源点亮未来”。活动为期3天，设置“科学家面对面：开启能源之旅”科普报告、“追能逐源：集智探秘”实验室沉浸体验、“说能论源：思维碰撞”结题答辩等环节，既有科学家面对面讲述能源的现状与未来，又有“接地气”的趣味科普讲解，还开放十大主题实验室，邀请营员进行为期2天的沉浸式实验，让来自5所高中的60余名师生全方位了解当下能源利用现状、实验室操作流程等，零距离感受科研魅力。

“科学家面对面：开启能源之旅”科普报告

启动仪式上，中国科学院大连化学物理研究所副所长介绍了化石能源利用在推动社会进步的同时，也导致了二氧化碳排放增多等环境问题。未来一段时期内，我国要围绕碳达峰、碳中和目标，突破太阳能、氢能、储能、生物质能的技术瓶颈，提高可再生能源在能源消费结构中的比例。他号召青少年要担负起时代责任，勇于投身能源事业。“追能逐源：集智探秘”实验室沉浸体验

第1组 快速分离与检测研究组实验名称 测测我们自己产生的NH3实验目的 ①亲自动手体验搭建测试仪器平台。②检测呼出气体中的NH3。③掌握谱图及数据的简单分析技能。④学习实验流程及实验报告的撰写方法。预期结果 ①初步掌握离子迁移管的搭建。②学会利用IMS检测NH3的操作步骤。③学会分析IMS谱图。④自主完成实验报告的撰写。第2组 二维热电材料研究组实验名称 热电器件制备及性能测试实验目的 ①了解热电材料的工作原理。②了解热电器件的制备流程。③了解热电器件的应用。预期结果 ①直观体验热电材料的Seebeck效应和Peltier效应。②成功制备热电器件，利用一定的温度差驱动风扇，在学习科学原理的同时，感受动手实验带来的成就感，激发对科学研究的兴趣。第3组 分子催化与原位表征研究组实验名称 ①光催化反应实验，以钒酸铋光催化分解水为例。②电化学反应实验。③光合作用微生物培养实验。实验目的 ①学习太阳能光催化分解水制氢对清洁能源的重要意义。②了解电化学反应过程，电化学工作站的使用和基本操作，了解电极、电势在电化学中的应用。③了解并观察微生物细胞的培养，学习和实验人工光催化剂体系的反应过程。预期结果 ①认识到太阳能光催化分解水，生产清洁可再生的太阳氢燃料，是从根本上解决能源和环境问题的有效策略之一。②认识和理解自然光合作用体系的原理，知道自然界中的光合作用是利用太阳能的高手，在这个过程中，太阳能被高效地转化为化学能，储存在由水和二氧化碳转化形成的生物质中，同时放出氧气。③从生物光合作用原理中受到启发，构建人工光合成体系，将太阳能转化为化学能，生产太阳燃料。第4组 技术支撑与管理组1实验名称 测量材料的比表面积与孔分布实验目的 ①认识多孔材料。②学习材料的比表面积、孔分布概念。③了解材料比表面积、孔分布的测量原理及过程。实验方法 使用物理吸附仪，采用氮气物理吸附法，在液氮温度下获得材料对氮气的吸脱附等温线，通过已有的数学模型计算材料的比表面积、孔分布。预期结果 ①了解气体在固体表面和孔道内发生吸附、填充的自然现象。②熟悉基于气体物理吸附表征材料比表面和孔径的原理。第5组 技术支撑与管理组 2实验名称 扫描和透射电子显微镜的区别与应用实验目的 ①了解扫描和透射电镜图像的特点与差异。②理解电镜测试需依据材料特点进行选择。③直观感受电子显微技术在能源科学研究中的重要作用。预期结果 ①感受纳米材料的结构特点。②了解电子显微研究的基本方法与技术特点。③学会简单的数据分析，体验不同微观粒子成像的区别。第6组 碳资源小分子与氢能利用研究组实验名称 热催化制液体燃料实验目的 ①了解催化剂的基本知识。②掌握沉淀法制备催化剂的过程。③了解简单催化剂的分离方法。④了解CO2加氢反应的基本流程与分析方法。预期结果 ①得到固体催化剂沉淀。②使用不同方法分离出固体催化剂。③得到掺杂助剂的催化剂粉末。④CO2加氢制得烃类产物。第7组 储能技术研究部实验名称 全钒液流电池、锌溴液流电池的组装与测试实验目的 ①了解全钒液流电池、锌溴液流电池和锂离子电池特点、用途和研究现状及应用情况。②掌握全钒液流电池、锌溴液流电池工作原理。③掌握全钒液流电池、锌溴液流电池的电池结构，学习液流电池组装与测试方法。预期结果 ①成功组装全钒液流单电池、锌溴液流单电池。②电池正常运行并进行充放电循环测试。第8组 分子探针与荧光成像研究组实验名称 细胞器多色荧光成像实验目的 围绕共聚焦显微镜荧光成像展开实验，让营员了解荧光成像的原理、意义及细胞生物学的前沿进展。实验方法 涉及适用于荧光成像的有机荧光染料的荧光光谱测试与分析，活细胞细胞器的染色，以及共聚焦显微镜荧光成像。预期结果 ①获得荧光染料在不同溶剂中紫外吸收光谱和荧光发射光谱。②拍摄不同荧光染料对多种细胞器染色的成像图片。第9组 生物能源化学品研究组实验名称 光催化分解水制备氢气实验目的 通过光催化分解水制备氢气的实验过程，了解光催化的基本原理及其实际应用。预期结果 ①掌握常用实验仪器的基本使用方法。②了解光催化的基本过程。③掌握光催化的基本实验操作及安全事项。④进一步了解光催化过程的应用。第10组 能源材料研究部（筹） 实验名称 ①耐辐射、高性能聚芳醚酮的制备实验。②苯乙烯阴离子聚合实验。实验目的 ①了解具有耐辐射、高性能聚芳醚酮的制备方法和基本原理。②了解苯乙烯聚合的基本反应过程和原理。预期结果 ①熟悉化学实验室的常规要求和常规实验流程。②学会相关的仪器操作和使用方法。③熟悉现代化学物质组成、结构和性能的表征手段，比如红外光谱（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）和扫描电镜（SEM）等。“说能论源：思维碰撞”结题答辩

结题答辩中，各小组的营员代表分别进行汇报，经过专家评审，共评选出6组30名优秀营员。

原文刊载于《中国科技教育》2022年8期追踪栏目，作者：梁潇。