国科大，擂主+特等奖！

日前

第十九届“挑战杯”

全国大学生课外学术科技作品竞赛

2024年度“揭榜挂帅”专项赛

圆满落下帷幕

中国科学院大学

两个团队分获擂主和特等奖

本期，跟国晓薇

一览团队青年风采

赛事简介

为教育引导广大青年面向国家重大需求，踊跃投身科研攻关第一线，加速青年科技创新成果向现实生产力转化，由共青团中央等多部委主办的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛自2021年起，特别设置“揭榜挂帅”专项赛。

专项赛以“你来挑，我来战”为主题，崇尚“英雄不论出处，谁有本事谁揭榜”，秉承“以国家重大需求为导向、以竞争协同机制为手段、以解决实际问题为目标”的思路，聚焦“卡脖子”技术，瞄准社会重大课题及现实问题，以“政企发榜、竞争揭榜、开榜签约”的方式，通过“征榜-发榜-竞榜-评榜-夺榜”，由政府、企业等单位提需求出题，组委会面向高校和社会广发“英雄帖”，高校学生团队和青年科技人才团队打擂揭榜。

2024年度“揭榜挂帅”专项赛设置高校学生赛道和青年科技人才赛道，56家企事业单位发榜，2.7万余名大学生揭榜，有来自全国410余所高校和企业的1950件作品入围今年终审决赛，终审决出各选题“擂主”、特等奖等获奖团队。

低成本CO₂捕集-甲烷化一体化技术研究

基本信息

获奖级别：擂主（全国第一）

发榜单位：北京低碳清洁能源研究院

发榜题目：低成本二氧化碳捕集利用一体化技术研究

团队介绍

指导教师：中国科学院上海高等研究院高级工程师胡登，国科大研究生导师、中国科学院上海高等研究院高级工程师宋学行，国科大研究生导师、中国科学院上海高等研究院研究员孙楠楠

团队成员：共有6名成员（含1名博士生、4名硕士生、1名本科生），其中主要负责人为国科大化学工程专业2022级直博生汪柯，团队成员主要来自材料化工专业、安全工程专业、化学专业。

项目亮点

在我国碳中和目标的推进过程中，煤基产业至关重要，煤炭使用带来了含碳工业烟气的排放，这部分碳排放必须通过碳捕集利用与封存（CCUS）技术予以消纳，才能够实现相关行业的深度减排乃至碳中和。

该项目针对现有CCUS技术实施成本较高的关键卡点，聚焦CO₂捕集-甲烷化一体化技术，实现工业烟气中CO₂的捕集，无需解吸，直接实现吸附态CO₂的甲烷化，所得产品即可用于燃烧供能，从而构建“源头替煤-末端减排”的协同策略。

该项目团队基于上述思路，构建了Ni/MgAl双功能材料，实现了模拟烟气中CO₂的高效、连续处置，过程中CO₂捕集率>90%，CH₄选择性>90%，循环稳定性较好。在此基础上，团队开展了CO₂捕集-甲烷化一体化系统经济性分析，相比于两步法制甲烷可降低39%-46%的成本，其碳足迹为0.22 kg CO₂/MJ，在可再生能源条件下，有望实现净零排放乃至负碳排放。

CO₂捕集-甲烷化一体化实验装置图

一体化技术应用场景模拟

成员感悟

“低成本二氧化碳捕集-甲烷化一体化技术研究”项目，旨在响应国家“双碳”战略，减少温室气体排放，实现资源循环利用，为绿色经济贡献力量。

这次的“挑战杯”比赛不仅锻炼了成员的科研能力与创新思维，更增进了团队成员之间的密切合作，坚定了成员将个人理想与国家需求相结合的信念。展望未来，团队成员将继续秉持科学精神，不断探索创新，努力将实验室技术转化为工业化应用，为实现“绿色地球”的愿景贡献青年力量。

项目团队成员

项目团队成员研讨技术方案

新型多孔自支撑铜电极电催化二氧化碳制乙醇研究

基本信息

获奖级别：特等奖

发榜单位：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司

发榜题目：“二氧化碳电催化还原制C₂产物的关键技术开发”比赛方案

团队介绍

指导教师：国科大博士生导师、中国科学院上海高等研究院研究员陈为，中国科学院上海高等研究院高级工程师李桂花和特别研究助理李守杰

团队成员：团队成员主要来自中国科学院上海高等研究院碳排放核算与碳捕集利用封存团队，共有5名成员（含博士生3名、硕士生2名），其中主要发起人为国科大2024级物理化学专业博士生朱桓毅，成员主要来自于物理化学专业和材料与化工专业。

项目亮点

在目前的二氧化碳转化方法中，电催化二氧化碳还原能与可再生能源发电耦合，是一种绿色安全高效的CO₂转换手段。

电催化二氧化碳还原制乙醇工业化应用是中国科学院上海高等研究院碳排放核算与碳捕集利用封存团队的长期攻关方向，在前期工作基础上，本项目团队集思广益、齐心协力，从新型电极结构设计、催化剂功能化改性、工业电解反应器构建和技术经济性分析等方面开展了系统研究。

在该项目中，通过设计制备一种新型多孔自支撑中空纤维透散电极，达成了三相反应界面CO₂无限供应，强化了定向传质，实现了安培级电流密度下CO₂的高效转化。同时，团队利用阵列排布组装实现了超大工业电解反应器的设计优化，构建了吨级电解装置及配套设施，为实现电催化二氧化碳还原制乙醇的规模化验证和工业化应用提供了新思路。

生产工艺和超大电极设计

成员感悟

项目团队成员聚焦于电催化二氧化碳还原制乙醇，改进了催化剂活性位点，构建了吨级电解装置和配套设施，为工业化应用提供新思路。

在“揭榜挂帅”专项赛过程中，成员互相支持、鼓励，共同面对困难、攻克难题，加强了团队的凝聚力和向心力。在北京的参赛过程中，团队成员也结识了许多优秀同龄人，在沟通交流中取长补短，共同成长。通过与评委老师的互动，获得许多宝贵建议，帮助成员对项目进行优化，为后续规模化应用提供了新的思路。通过这次竞赛，团队成员的抗压能力得到了锻炼，学会了在压力下保持冷静，从容应对各种挑战，对于应对未来科研生活中的困难和挑战具有重要意义。

项目团队成员合照

项目团队成员在实验

志存高远、矢志创新

锐意进取、追求卓越

国科大将继续

以科技进步和国家需求为导向

持续推进教育发展、科技创新、人才培养

奋力书写为中国式现代化

挺膺担当的青春篇章

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观微之光，可明远方

出品/国科大融媒体编辑部

国科大团委

文字/李泫邑

部分素材由获奖团队提供

图片/获奖团队提供

美编/李泫邑 吴迪

责编/郭海燕 边郑珊

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