本文陈述所有内容皆有可靠信息来源,赘述在文章结尾
“别人办不到不等于我们也做不到!”
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如果告诉你中国成功将一种极具威胁性的化学物质转化为新型能源,你会相信吗?
煤矿中的瓦斯大家并不陌生,它不仅严重危及矿工生命安全,还在一定程度上推动了全球气候变暖。
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那么我国究竟是如何实现这一转变的呢?
瓦斯是悬在头顶的一把刀
矿井中最致命的瓦斯,既是无数事故的罪魁祸首,也是珍贵的天然气资源。
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全球各国都对此束手无策,就连美国顶尖科研团队投入巨资后也无奈放弃。然而在中国,仅仅因为一句“他人无法完成的事,不代表我们也不行”,一群科研人员开启了十余年的攻关之路,最终将这个曾被认为“不可能”的设想变为现实。
提到瓦斯,矿工们无不心惊胆战,那是一种无形却致命的存在。
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井下空气中只要含有2%的甲烷,哪怕是一点点火花,比如铁镐与岩石碰撞产生的火星,都有可能引发爆炸,瞬间摧毁整个巷道。
多年来多少惨剧都源于此,这不是新闻里的冰冷数字,而是一个个家庭破碎的真实写照。
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虽然令人痛恨,但这种气体同样令人垂涎,因为它本质上就是清洁高效的天然气。
可问题是矿井排放口释放出的多为浓度低于8%的低浓度瓦斯,想加以利用就如同从广阔的海洋中提取一勺盐,几乎不可能。
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眼睁睁看着数百亿立方米的宝贵资源就这样白白排入大气,守着能源宝库却忍受能源匮乏正是这个道理。
更糟的是,甲烷对环境的影响远超二氧化碳,其温室效应强度是后者的二十多倍。
这就像一个沉默的杀手,在不知不觉间加剧地球负担。一边是人命攸关,一边是资源浪费,再加上环境污染这三重压力,让世界各国都束手无策。
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美国人并非没有尝试过,能源部牵头、顶级专家参与,数亿美元砸进去连个水花都没激起。
最终研究报告显示成本过高、技术瓶颈难以突破,此事就此搁置。全世界都认为这条路走不通了,但在中国,故事才刚刚拉开序幕。
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2009年一场学术会议上,专家们仍在感叹这道世界难题无人能解,台下一个叫杨江峰的博士生低声对导师李晋平说:“别人做不成,不代表我们也不行。”
就这一句不服输的话点燃了一群人的信念,一支仅有十来人的小团队,既无资金又无背景,毅然投身实验室,这一干就是十余年。
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外人看来是漫长的等待,对他们而言却是用生命在拼搏。实验室里只有几台老旧设备,经费紧张到李晋平教授不得不自掏腰包维持运转。
他们要做的,是一件听起来如同科幻小说般不可思议的事情!
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拼尽全力换来的成果
他们的目标是打造一种“分子筛”,就像超级海绵一样专门捕捉空气中的甲烷分子。
天然材料孔洞大小不均,甲烷进去又逃出来根本抓不住,必须人工制造一种孔径精确控制在0.5纳米的新材料。
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0.5纳米相当于一根头发丝直径的十万分之一,这项工作比在米粒上雕刻还要精细。他们得像分子世界的顶级锁匠,为甲烷打造一把量身定制的“锁”。
从两百多种材料中筛选最佳方案,每天泡在实验室十五六个小时,眼睛盯显微镜盯出血丝,吃饭时双手都在发抖。
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为了获取关键数据,杨江峰连续三天三夜没合眼,最终因过度劳累晕倒在实验台旁。
这还不是最艰难的时刻,确定方向后他们进行了超过两万五千次实验,记录数据的笔记本堆积如山。
每一次失败都意味着重新开始的煎熬,有一次眼看就要成功,仪器突然跳闸导致所有数据丢失。
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几位三十多岁的博士当场就在实验室里哭了,那是身心俱疲的表现,但擦干眼泪后没人说放弃,继续投入战斗。
这不是普通的科研工作,而是在一场看不到终点的马拉松中,用青春和生命去赌一个未知的未来。
十年磨一剑,2019年粉末状吸附材料终于研制成功,所有人都以为胜利在望,结果带到矿井现场测试时却发现问题。
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那些粉末进入设备后直接堵塞管道,甲烷倒是被吸收了,但根本无法排出,整套系统陷入瘫痪。
李晋平教授在又黑又湿的矿井里苦思三天三夜,终于灵光一闪:“必须给气体修建一条高速通道!”
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仅靠将粉末制成颗粒远远不够,他们开发出一种“晶种诱导”技术,使纳米级材料微粒仿佛拥有生命般自行拆解重组,形成内部四通八达通道的“小红球”。
甲烷分子进入其中如同上了高速公路畅通无阻,吸附效率跃升至80%。为验证效果,团队成员戴着呼吸机、系着安全绳,亲自深入随时可能发生爆炸的高浓度瓦斯区域进行调试,那种将生死置之度外的感受,外人难以体会。
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轮到世界见证我们的成就
去年全国首个移动撬装式发电装置在煤矿正式运行,当仪表盘上的数字开始跳动,那些曾经夺人性命的“地下幽灵”,如今乖乖地转化成电力输送出去。
一位有着三十年工龄的老矿工望着亮起的灯光,泪水瞬间涌出:“干了一辈子能看到瓦斯不再害人还能发电,值了!”
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这套设备显著降低了矿井事故率,所发电力矿区自用绰绰有余,还可供应周边村庄,每年节省的电费堪称天文数字。
当初放弃研究的美国派来了能源专家实地考察,那位专家竖起大拇指感慨万分:“我们投入大量资金和时间最终放弃,你们竟然真的做到了,简直难以置信!”
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这不是客套话,而是对中国科研精神的由衷赞叹。
别人计算成本觉得不划算,我们考虑的是人命关天,这件事必须有人去做!别人说“不可能”,我们偏要用十几年时间,把这个词从字典里彻底抹去,换成两个字:“看我的!”
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你说这件事牛不牛?
美国人几十年未能攻克的技术难关,被中国团队攻破了。这不仅解决了安全隐患和环境污染问题,还实现了资源再利用,为我国能源利用开辟了全新路径。
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不得不说,中国人在科研领域的执着精神,真令人敬佩!你怎么看?
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
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