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2025-10-16 11
“别人做不到不代表我们也做不到!”
煤矿内的瓦斯相信大家都不陌生,它不仅威胁着无数矿工的生命安全,甚至会加剧全球变暖!可就连美国专家来了都拿他没办法。
但就在前两天,中国公布了一则好消息!我们不仅将这种易爆炸的瓦斯气体安全处理,甚至还能将其转化成一种新能源。
那么我国到底是怎么做到的呢?
煤矿开采的时候产生一种名叫瓦斯的气体。这种气体十分具有危险性,当它在空气中的浓度达到 5% - 15% 时,只要遇到一点火星,就会引发剧烈爆炸。
所以,为了安全,当工人们进入矿井进行开采的时候,需要实时监测瓦斯浓度,并用矿井排风扇局部排放这些气体。
可是,瓦斯气体中的主要成分为甲烷,而甲烷排放到空中会造成甲烷污染,这种污染可比排放二氧化碳的破坏力要高出20倍!更是全球变暖的主要推手!
但甲烷同时又是天然气的主要成分,也就是说,如果能合理利用这些瓦斯气体,将其转化为像天然气这种清洁能源,就会大大减少排放带来的环境污染,同时又能保障工人安全,甚至转化的这些清洁能源还可以造福社会!
可惜想法是好的,技术却不达标!
美国专家曾经试着研究过,可几亿几亿的美金砸下去,夜以继日的攻克,结果连个水花都没有。为啥呢?因为真的太难了!成本高,技术差,还不如直接放弃。
本以为这个问题就在这里戛然而止了,可没想到,在咱们中国,才刚刚开始。
2009 年的一场学术交流会上,一个叫杨江峰的博士生听到这个问题陷入沉思,他和他的导师李晋平提出了一个大胆的想法:别人干不了,不代表我们也干不了!
杨江峰何许人也?一名来自太原理工大学博士生,他和他的导师所在的团队从 20 世纪 80 年代起就开始研究相关沸石材料。
沸石是一种具有分子 “筛分” 作用的晶态硅铝酸盐,拥有独特的架状晶体结构,在气体分离、石油净化及工业污染处理等领域被广泛用作分子筛。
杨江峰认为,沸石或许可以用来捕捉空气中的甲烷。
于是,一句不服气的话,一个简单的构想,一个十几个人的小团队带着执念一头扎进实验室研究。
但当时的研究条件十分艰苦,团队人数少,设备老旧,经费也少得可怜,几乎要自掏腰包买材料。
不过,他们这十几个人中,没有一人有怨言,因为他们深知,自己正在做的,是一件惊天动地的大事!
按照他们最初的构想是需要打造一个 “分子筛”,就像一块超级海绵一样,能够捕捉在空气里的甲烷。
但实现起来极其困难,因为一些天然材料的孔洞大小不均匀,甲烷进去了可能又从其他孔洞跑出来了,根本抓不住。
所以他们必须人造一个“分子筛”,孔径还必须控制在0.5纳米。这是什么概念呢?相当于在一根头发上要钻20个大小一样的孔!
那分子筛如何确定呢?他们用最朴素的方法,从国际分子筛协会数据库收录的 200 余种分子筛结构中,逐一挑选,仔细对比。就这样,他们用显微镜整整盯了7年,才确定到底使用什么分子筛结构。
在这七年里,团队每一个人都工作超过 14 小时,杨江峰甚至吃饭的时候手都在抖,眼里全是红血丝,有一次甚至晕倒在实验室。
最关键的是,确定好使用的分子筛结构后,他们前前后后共开展了 25000 次实验,记录数据的本子跟人一样高。
有一次快研究出来了,结果仪器故障了,数据全没了,但他们没有放弃,重新开始实验。
就这样,他们有着十年磨一剑的决心,终于造出来了硅铝基人工沸石。
但可惜的是,本以为造出来后大家就能松一口气,可没想到,试用的时候又发现了很大的问题。
原来,里面内个粉末状吸附剂全堵在设备里,甲烷是吸进去了,可没办法出来。
实验又陷入了僵局,急的李晋平教授三天三夜没合眼,每天都在想到底该怎么进行!
终于,在李晋平蹲在又黑又潮的矿井下的时候,他脑袋灵光乍现,毅然决然的改变配方,要给气体修条“高速路”。
但这可不是简单的将粉末变的更小,而是将粉末制备为小晶粒沸石,让这些材料自己拆解重组,将内部变成四通八达的通道。
甲烷一进去就能畅通无阻,吸附甲烷的本事直接高达80%!
为了验证这项技术的可行性,李晋平亲自带着团队成员下矿井实验。他们身上帮着安全绳,进入瓦斯浓度较高的区域,一点一点的向前探路,一点一点的实验。
功夫不负有心人,他们成功做到了!
2023 年,全国首个移动撬装式装置在煤矿投用。这个装置就像一个巨大的 “吸尘器”,能够将煤矿中浓度低于 8% 的瓦斯收集起来,经过处理后转化为清洁能源。
曾经危害人的瓦斯,现在变成了资源。这套设备不仅让矿井的安全大大提升,发出来的电还能自给自足,甚至可以输送到其他村子供村民使用。
美国听说以后也十分惊讶,赶紧派了能源专家过来查看。他们没想到,中国的一个小团队竟然攻克了这个世界性难题。
这件事最提气儿的就是美国人干不了的咱们中国人敢干,倒也不是说咱们多厉害,而是咱们脚踏实地,死磕到底。
两年研究不出来就不研究了?错,两年研究不出来那就四年,四年研究不出来那就十年。只要我们不服输,就没有什么是做不到的!
就像现在,技术研究出来了,煤矿也安全了,清洁资源也多起来了,甚至国际还向咱们抛来橄榄枝,想要引进技术呢!
就像李晋平教授说的:“当别人还在讨论低浓度瓦斯能不能用时,我们已经用行动证明了 —— 中国能,而且能做到最好!”
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