厉害了我的国!据观察网近日报道,在5月底的专业研讨会上,怀柔实验室山西研究院副院长李晋平教授抛出的消息炸了锅, 他们团队花了十几年搞定的人工沸石分子筛技术,把美国人啃了几十年都没啃下来的硬骨头给嚼碎了。那些像泥鳅一样滑溜的甲烷气体,终于被咱们攥在了手里,还能变废为宝发上电!
甲烷这东西邪乎得很,平时藏在煤层里动不动就搞爆炸,可真要抓它的时候,比抓蚊子还难。浓度稍微低一点(2%-8%),就跟空气你中有我、我中有你,想用常规法子把它拎出来?门儿都没有。煤矿工人下井时,最怕的就是这玩意儿超标,每次下井前都得拿着检测仪小心翼翼地排查,就怕一个火星子引发惊天动地的爆炸。可要是放任不管,这些甲烷跑到大气里,那危害更是了不得。
美国能源部前几年砸了几亿美元搞攻关,召集了不少顶尖实验室和企业联合研究,结果呢?最后只能眼睁睁看着每年上百亿立方米的甲烷飘到天上。要知道这玩意儿的温室效应是二氧化碳的20倍,烧起来又是现成的清洁能源,热值比煤炭高多了,就这么浪费着,谁看了不心疼?他们的研究人员在公开报告里无奈地表示,低浓度甲烷的捕获成本太高,技术上始终找不到突破口,投入和产出根本不成正比,最后只能悻悻收手。
十年攻坚:中国团队啃下技术“硬骨头”
2009年那次学术会议,杨江峰还是个博士生,听到专家吐槽低浓度瓦斯没法用,当场就跟导师李晋平较上了劲。“别人做不到,不代表咱们不行!” 就这么一句话,十来个人的小团队一头扎进了实验室。那时候条件可艰苦了,实验室里就几台老旧的检测仪,经费也紧张,团队成员经常自掏腰包买实验材料。李晋平教授更是把家里的积蓄都拿出来贴补,就为了能让实验顺利进行下去。
太原理工大学的老底子帮了大忙 —— 从80年代就研究的沸石材料,像个有无数小口袋的海绵。可天然沸石的口袋大小不一,甲烷进去了要么跑不掉,要么干脆进不去。团队硬是从 200多种分子筛结构里,用显微镜瞪着眼睛筛了七年,才锁定了能用的硅铝骨架。那七年里,团队成员每天工作超过14个小时,显微镜看久了,眼睛常常布满血丝,吃饭的时候手都在抖。有次为了观察一种沸石结构的细微变化,杨江峰连续三天三夜没合眼,最后直接累倒在实验室里。
最绝的是那个0.5纳米的孔道!杨江峰带着大伙在实验室里跟绣花一样精细 —— 差一丁点儿,甲烷就溜了;孔道粗了,空气又混进来了。25000多次试验是什么概念?光记录数据的本子堆起来就有半人高,团队里三个博士愣是把头发熬白了大半。有一次,实验终于有了点眉目,可就在关键时刻,仪器突然出了故障,所有数据都没保存下来,好几个人当场就哭了。但哭完之后,他们抹掉眼泪,重新开始试验,谁也没有一句抱怨。
2019年搞出硅铝基人工沸石的时候,大伙高兴得差点蹦起来。可一到煤矿试用就傻了眼 —— 粉末状的吸附剂堵在设备里,甲烷进去半天出不来。李晋平蹲在矿上三天没合眼,矿道里又黑又潮,他身上的衣服就没干过,最后拍板改配方:“把粉末做成小颗粒,给气体开高速路!”那段时间,他每天就啃几个馒头充饥,实在困得不行了,就在矿道边的小板凳上眯一会儿。谁也没想到,加进去的“晶种”居然自己拆了重组成新模样。那些5纳米的小颗粒抱团成红细胞似的聚集体,内部全是四通八达的通道,甲烷进去跟坐滑梯似的顺畅。现在这吸附剂抓甲烷的本事,直接干到了80%!为了测试这个吸附剂的性能,团队成员冒着风险在瓦斯浓度较高的区域进行实地试验,身上绑着安全带,一步一步往前挪,就怕出一点意外。
成果落地:从实验室到现实的跨越
去年全国首个移动撬装式装置在煤矿投用,看着仪表盘上跳动的发电数据,李晋平团队的老伙计们眼圈都红了。那些以前能把矿工吓出冷汗的瓦斯,现在正老老实实地推动发电机转,一度电一度电地创造价值。有个在煤矿干了三十年的老矿工,看到这场景,激动得直抹眼泪:“这辈子能看到瓦斯不害人还能发电,值了!”这技术一投用,效果立竿见影。以前煤矿每年因为瓦斯爆炸事故,损失惨重,现在有了这个装置,瓦斯浓度能得到有效控制,事故率大幅下降。而且,产生的电力不仅能满足煤矿自身的需求,还能输送到周边的村庄和工厂,每年能为煤矿节省一大笔电费开支。周边的村民也尝到了甜头,家里的电器再也不用担心停电了,冬天取暖也更方便了。
中国骄傲:改写“不可能”的科研精神
这事儿最提气的是啥?不是咱们比别人多聪明,而是咱们敢啃硬骨头。美国人算来算去觉得不划算的技术,咱们抱着“总要有人做”的念头死磕到底。现在好了,不仅煤矿安全多了,每年能多出来的清洁能源够几座城市用,更给全球温室气体治理提供了中国方案。国际上不少国家都向咱们抛来了橄榄枝,想引进这项技术,这可是以前想都不敢想的事儿。
有位美国能源专家在参观了咱们的示范工程后,竖起大拇指说:“中国的这项技术太了不起了,我们花了那么多钱都没搞定,你们居然用这么短的时间就攻克了,真让人佩服!”这不仅是对咱们技术的认可,更是对中国科研精神的肯定。
这哪是技术突破啊,这分明是中国人把“不可能”三个字,硬生生改成了“瞧我的”!为这群能把实验室熬成战场的科研人,必须点个大赞!他们用自己的汗水和坚持,让中国在世界科技舞台上又多了一份底气,也让我们对未来的科技发展充满了信心。相信在不久的将来,中国还会有更多的技术突破,为人类的发展做出更大的贡献!
参考资料:
《此前尚无先例!我国成功攻克这一世界性难题》观察者网
更新时间:2025-07-11
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