能源在人类社会的发展中起着至关重要的作用。
无论是我们日常生活中的手机、电器、汽车，还是工业生产中的飞机发动机和火箭推进器，都离不开能源的供应。
在我国，化石能源的主体依然是煤炭，占比近 70%，石油大约占 20%，而天然气的份额仅为 1%～2%。
现状是，国内对能源的需求量大于供应量，尤其是对液体能源（如烯烃）的需求。
烯烃在多个领域发挥着重要作用，包括作为燃料、化工原料、化肥原料以及化学品的中间体等。
因此，开发出制烯烃的新技术，对于我国的经济和社会发展具有巨大价值。
科学家们提出了一个有趣的问题：能否用我国更富有的煤炭来生产烯烃等液体能源呢？
我国的科研人员已经着手实践这一想法，他们首先将煤炭转化为合成气，然后进一步将合成气通过费托反应转化为液体能源，例如汽油、柴油和芳烃等。
乙烯（最简单的烯烃）的3D模型。来源：维基百科
01、费托合成：化工领域的“魔法厨房”
我们上文提到的“合成气”是什么？
其实，它就是由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成的混合气体。
怎样制得这种混合气体呢？
通常，我们会把煤炭、石油，甚至生物质等碳氢化合物与氧化剂（比如氧气、水蒸气）进行部分氧化和水煤气变换等化学反应，这样就生成了合成气。
这种特殊的气体，在化工领域中有着广泛的应用，是合成液体燃料过程中的重要原料，这些重要过程就包含费托合成。
费托合成又是什么呢？
费托合成（Fischer-Tropsch synthesis）是一种独特的化学过程，其主要目的是将合成气转化为液态燃料和其他有价值的化学品。
这个过程最初是在 20 世纪 20 年代由德国的两位化学家弗朗茨·费舍尔（Franz Fischer） 和汉斯·托普施（Hans Tropsch）开创的。
我们可以用一个更生活化的例子来说明费托合成：它可以被想象成一个“魔法厨房”。
在这个厨房里，我们的合成气就是“食材”，经过一系列的化学反应（在催化剂的作用下），我们可以制作出“美味佳肴”——液态燃料。
这个“魔法厨房”能够将简单的原料转化为各种有用的产品。
比如，我们可以将一氧化碳想象成西红柿，氢气则是鸡蛋。
用不同量的西红柿与鸡蛋，通过一系列不同的烹饪手段，它们既可以变成西红柿炒鸡蛋，又可以变成西红柿鸡蛋汤，甚至可以变成西红柿鸡蛋饼。