为循环经济寻找新技术( 三 )

此外，该团队还在与芝加哥大学和阿贡实验室的其他材料科学家合作，运用人工智能和机器学习手段寻找或设计下一代可循环利用或更容易生物降解的塑料。
3.管理二氧化碳
不管是开发新塑料还是量子材料，循环经济的主要目标实质上都是找到可逆地使用碳的方法，即让碳在不同产品中实现循环利用。
阿贡实验室化学家格鲁萨克（KsenijaGlusac）及其团队就在探索用制造过程中直接捕获的二氧化碳生产其他化学品，也就是说，二氧化碳被封闭在几乎无限循环的生产过程中，避免被释放到大气中。目前，该团队正在试验用工业生产中释放出的二氧化碳制造甲醇（但也在考虑制造其他化合物）。甲醇有多种用途，可用于制造其他许多化学品，也可将其注入燃料电池中发电。
除了捕获工业过程排放的二氧化碳外，格鲁萨克和同事的长远目标是直接从空气中捕获。后者目前面临的主要障碍是如何在做到捕获二氧化碳的同时避免将其他重要成分如氧气也掺杂进来。格鲁萨克承认，这要花数年时间才能实现。
在另一项行动中，阿贡与北伊利诺伊大学合作开发出一种较廉价的将二氧化碳和水转化为乙醇的方法。通常情况下二氧化碳十分稳定，将其转化成其他分子需要耗费大量能量，转化过程十分昂贵。但阿贡科学家发现的新型电催化剂大大降低了二氧化碳和水转化为乙醇过程中的能量门槛，并对最终产品有高度的选择性（超90%）且成本较低，被认为是该实验室2020年最重要的8项科学突破之一。目前，该实验室的研究人员正在探讨将该催化过程与可再生能源电网相结合，使用非用电高峰时段由风能或太阳能的发电进行催化，以达到进一步降低温室气体排放的目的。由于该催化过程在低温和低压下即可进行，可以迅速启动和暂停，因此对于可再生能源发电的间歇性完全可以应付自如。该项研究利用了阿贡实验室的“先进光子源”和“纳米材料中心”（CNM）两个大型设施。
阿贡实验室的这些循环经济新思路和新做法有很多仍处于早期阶段，有些还刚刚成型，成熟些的也只是过去几年才投入使用。但阿贡实验室的这些探索性研究无疑为人们提供了新的思路。同时，这些研究具有潜在的双重价值——既有利于保护环境，也有利于提升能源和供应链安全。
（作者：谷峻战，系中国科学技术信息研究所副研究员）