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我國每年城市生活垃圾清運量超過 2 億噸，且每年增長約 8%-10%，到 2020 年預計可達 2.5 億噸，中國城市生活垃圾無害化處理能力逐年提高，官方數據顯 示 2016 年大中城市生活垃圾無害化率已超過 90%，但我國農村部分，無害化率 僅為 60%。垃圾處理面臨占用土地、資源浪費、環(huán)境污染等問題。當前我國城市 垃圾處理仍然以填埋為主，但以焚燒技術為代表的能源化利用技術增長很快。該 技術伴隨著設備投資高、產生強致癌劇毒物質、重金屬污染、工藝優(yōu)化不足等缺 陷，急需探尋其他方法。該項技術利用氣化熔融技術原理，對垃圾進行減容減量 處理，處理后體積減小 90%以上，大大降低填埋場的壓力。氣化熔融技術真正做 到垃圾的無害化處理，可以做到二噁英、重金屬污染物的超低排放，環(huán)保性能大 大優(yōu)于目前的垃圾焚燒技術，消除公眾抵觸情緒，易于推廣。

通過超高真空分子束外延技術，在SrTiO3襯底上成功制備出宏觀尺度的單原胞層（厚度小于1納米）高溫超導體FeSe與FeTe0.5Se0.5單晶薄膜，其超導轉變溫度大約在60 K左右，并通過原位掃描隧道顯微鏡和隧道譜技術對其中的超導配對機制進行了深入研究。?? 原位掃描隧道顯微鏡觀測表明沉積的Fe原子處于薄膜上層的Te/Se原子間隙處。由于沉積密度極低，Fe原子以孤立吸附原子形式存在，且吸附位附近無近鄰Fe原子團簇。系統的原位超高真空（~10-10 mbar）掃描隧道譜實驗發(fā)現，對特定的吸附原子/單層FeSe（FeTe0.5Se0.5）耦合強度[數量占比約13% (15%)]，Fe吸附原子上可觀測到尖銳的零能電導峰（圖1）。該電導峰緊密分布在吸附原子附近，衰減長度~3 A，且遠離吸附原子時不劈裂。變溫實驗表明，零能電導峰在遠低于超導轉變溫度時即消失，可初步排除Kondo效應、常規(guī)雜質散射態(tài)等解釋（圖2A和圖2B）。進一步的控制實驗和分析顯示，零能電導峰半高寬嚴格由溫度和儀器展寬限制、在近鄰雙Fe原子情形不劈裂、服從馬約拉納標度方程，這些結果均與馬約拉納零能模的唯象學特征吻合（圖2C-圖2G）。對沉積于單層FeSe薄膜與FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子，結果基本相同。相比于單層FeSe，統計結果表明單層FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中觀測到零能束縛態(tài)的幾率更高且信號更強。波士頓學院汪自強教授和合作者曾在理論上提出，無外加磁場時，強自旋-軌道耦合s波超導體間隙磁雜質可產生量子反常磁通渦旋。理論上如果單層FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空間反演對稱破缺而具有較強的Rashba自旋-軌道耦合, Fe原子的磁矩局域破壞時間反演對稱，可以使量子反常渦旋“承載”馬約拉納零能模。對單層FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理論也預測存在拓撲非平庸相。在二維拓撲超導體中，馬約拉納零能模也會產生于Fe原子誘導的量子反常渦旋中的束縛態(tài)。因此，實驗中觀測到的零能電導峰可歸因于Fe吸附原子引起的局域量子反常渦旋。更深入、具體的理解還有待于進一步的實驗和理論探索。這一工作將探索馬約拉納零能模的超導材料從三維拓展到二維、從低溫超導拓展到超過40 K超導轉變溫度的高溫超導體系，同時無需外加磁場，觀測到的零能束縛態(tài)原則上可操縱、“存活”溫度明顯提升。這些優(yōu)勢為未來實現可應用的拓撲量子比特提供了可能的方案。

通過多年集中攻關，針對性地解決了生物質氣化轉化效率低、焦油、粉塵污染等問題。開發(fā)了較空氣氣化、 氧氣氣化等技術具有明顯優(yōu)勢的秸稈等氧氣—水蒸氣聯合氣化裝置及工藝，大幅促進了氫氣、碳氫化合物的生成。整個系統實現了高品質富氫燃氣大規(guī)模生產、余熱利用、基于焦油完全轉化利用的污染物零排放。目前整套技術已經在研發(fā)建設的秸稈處理量 1t/天氣化系統上完成調試，正在進行系統大型化、集成化、工程化研究。