面向能源结构调整与“双碳”目标推进的现实需求，如何以更低成本、更高效率获取清洁氢能，并实现从实验室成果到工程化应用的跨越，是当前全球能源科技竞争的关键议题之一。长期以来，制约对应的领域的突出难点，一方面于催化反应过程复杂、关键中间体“看不见、测不准”，导致材料设计与机理判断缺乏可靠依据；另一上于太阳能转化为化学能的效率、稳定性与规模化路线仍需系统验证，示范工程和可复制模式亟待成熟。 业内认为，该难题的形成既有科学层面的原因，也有产业层面的约束。从科学研究看，催化作用往往发生在分子与原子尺度，材料结构微小差异即可显著改变反应路径；缺少高灵敏、可定量的表征工具，就难以把“经验试错”转化为“可预测设计”。从产业化看，能源系统涉及链条长、投资大、验证周期长，若没有可持续的关键技术供给与示范工程牵引，创新成果容易停留在论文与样机阶段，难以形成对能源转型的实质支撑。 围绕上述瓶颈，李灿及其团队以光谱技术与催化科学的交叉突破为切入点，推动反应机理研究从“黑箱”走向“透明”。在紫外拉曼光谱应用上，团队将相关技术引入催化领域，分子尺度解析分子筛骨架杂原子配位结构等关键问题，使材料结构与性能之间的关系更清晰、更可验证。此外，面向科研条件差异与仪器成本压力，团队推动技术工程化与产品化，使先进表征手段更易进入国内实验室体系，提升了相关领域的研究效率与创新协同能力。 在手性拉曼光谱方向，团队研制出以457纳米激光为光源的短波长手性拉曼光谱仪，捕捉到手性分子对映体之间细微的光谱差异，为不对称催化合成提供更具判别力的实验依据。业内指出，此类“指纹级”证据有助于提升不对称合成研究的可重复性与可验证性，为医药、精细化工等领域的高端制造奠定更稳固的基础研究支撑。 在能源应用层面，李灿把研究视野继续延伸至太阳能制氢等前沿方向，提出并验证基于粉末纳米粒子光催化剂的太阳能规模化分解水制氢“氢农场”策略，相关效率指标达到国际先进水平。同时，面向可储运、可利用的能源形态转化需求，团队主持建成全球首套千吨级液态太阳燃料甲醇示范装置，探索以可再生能源驱动的“光—化学”转化路径，为绿色燃料供给提供工程化样板。业内认为，这一示范的意义不仅在于单点突破，更在于为从科研到产业的“技术—装置—体系”贯通提供经验，增强了我国在新型能源技术路线选择上的主动权。 技术突破的影响正在多维显现：其一，先进表征手段提升了催化研究的“可见度”和“可解释性”，为新材料设计提供更可靠的科学依据；其二，太阳能制氢与液态太阳燃料示范推动了可再生能源向可储存化学能的转化探索，为氢能与绿色燃料的规模化应用提供验证平台；其三，通过仪器与方法的国产化、工程化路径，带动科研装备能力提升，强化了创新链与产业链的衔接。 面向下一步发展，业内普遍认为应在三上持续发力：一是加强基础研究与关键材料攻关，围绕光催化剂稳定性、量子效率、反应器设计等核心问题，推进从“效率领先”向“长期稳定、可规模化”跃升；二是完善从试验到示范再到商业化的政策与标准体系，推动绿氢、绿色甲醇等产品的认证、计量与评价规则落地，降低产业端的不确定性；三是以示范工程牵引多学科协同，打通“电—氢—碳—化工”耦合路径，形成可复制、可推广的系统方案，促进区域能源结构与产业结构同步升级。 前瞻来看，随着可再生能源装机规模扩大和成本持续下降，清洁氢能与绿色燃料的战略价值将进一步凸显。太阳能直接制氢及液态太阳燃料等路线，若在效率、寿命、系统集成与经济性上取得持续突破，有望在未来能源体系中承担更多“调峰储能、跨季节储能、难减排行业替代燃料”的功能。以基础研究的深耕带动工程示范落地，将成为我国在绿色低碳技术竞争中取得先机的重要路径之一。
能源转型需要基础研究、技术创新和产业应用的共同推进。从机理研究到工程示范，李灿团队的实践展示了科研成果转化的有效路径。只有让更多关键技术走出实验室，才能将自然资源真正转化为可持续发展的动力。