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“別人辦不到不等于我們也做不到!”
如果告訴你中國成功將一種極具威脅性的化學物質轉化為新型能源,你會相信嗎?
煤礦中的瓦斯大家并不陌生,它不僅嚴重危及礦工生命安全,還在一定程度上推動了全球氣候變暖。
那么我國究竟是如何實現這一轉變的呢?
瓦斯是懸在頭頂的一把刀
礦井中最致命的瓦斯,既是無數事故的罪魁禍首,也是珍貴的天然氣資源。
全球各國都對此束手無策,就連美國頂尖科研團隊投入巨資后也無奈放棄。然而在中國,僅僅因為一句“他人無法完成的事,不代表我們也不行”,一群科研人員開啟了十余年的攻關之路,最終將這個曾被認為“不可能”的設想變為現實。
提到瓦斯,礦工們無不心驚膽戰,那是一種無形卻致命的存在。
井下空氣中只要含有2%的甲烷,哪怕是一點點火花,比如鐵鎬與巖石碰撞產生的火星,都有可能引發爆炸,瞬間摧毀整個巷道。
多年來多少慘劇都源于此,這不是新聞里的冰冷數字,而是一個個家庭破碎的真實寫照。
雖然令人痛恨,但這種氣體同樣令人垂涎,因為它本質上就是清潔高效的天然氣。
可問題是礦井排放口釋放出的多為濃度低于8%的低濃度瓦斯,想加以利用就如同從廣闊的海洋中提取一勺鹽,幾乎不可能。
眼睜睜看著數百億立方米的寶貴資源就這樣白白排入大氣,守著能源寶庫卻忍受能源匱乏正是這個道理。
更糟的是,甲烷對環境的影響遠超二氧化碳,其溫室效應強度是后者的二十多倍。
這就像一個沉默的殺手,在不知不覺間加劇地球負擔。一邊是人命攸關,一邊是資源浪費,再加上環境污染這三重壓力,讓世界各國都束手無策。
美國人并非沒有嘗試過,能源部牽頭、頂級專家參與,數億美元砸進去連個水花都沒激起。
最終研究報告顯示成本過高、技術瓶頸難以突破,此事就此擱置。全世界都認為這條路走不通了,但在中國,故事才剛剛拉開序幕。
2009年一場學術會議上,專家們仍在感嘆這道世界難題無人能解,臺下一個叫楊江峰的博士生低聲對導師李晉平說:“別人做不成,不代表我們也不行。”
就這一句不服輸的話點燃了一群人的信念,一支僅有十來人的小團隊,既無資金又無背景,毅然投身實驗室,這一干就是十余年。
外人看來是漫長的等待,對他們而言卻是用生命在拼搏。實驗室里只有幾臺老舊設備,經費緊張到李晉平教授不得不自掏腰包維持運轉。
他們要做的,是一件聽起來如同科幻小說般不可思議的事情!
拼盡全力換來的成果
他們的目標是打造一種“分子篩”,就像超級海綿一樣專門捕捉空氣中的甲烷分子。
天然材料孔洞大小不均,甲烷進去又逃出來根本抓不住,必須人工制造一種孔徑精確控制在0.5納米的新材料。
0.5納米相當于一根頭發絲直徑的十萬分之一,這項工作比在米粒上雕刻還要精細。他們得像分子世界的頂級鎖匠,為甲烷打造一把量身定制的“鎖”。
從兩百多種材料中篩選最佳方案,每天泡在實驗室十五六個小時,眼睛盯顯微鏡盯出血絲,吃飯時雙手都在發抖。
為了獲取關鍵數據,楊江峰連續三天三夜沒合眼,最終因過度勞累暈倒在實驗臺旁。
這還不是最艱難的時刻,確定方向后他們進行了超過兩萬五千次實驗,記錄數據的筆記本堆積如山。
每一次失敗都意味著重新開始的煎熬,有一次眼看就要成功,儀器突然跳閘導致所有數據丟失。
幾位三十多歲的博士當場就在實驗室里哭了,那是身心俱疲的表現,但擦干眼淚后沒人說放棄,繼續投入戰斗。
這不是普通的科研工作,而是在一場看不到終點的馬拉松中,用青春和生命去賭一個未知的未來。
十年磨一劍,2019年粉末狀吸附材料終于研制成功,所有人都以為勝利在望,結果帶到礦井現場測試時卻發現問題。
那些粉末進入設備后直接堵塞管道,甲烷倒是被吸收了,但根本無法排出,整套系統陷入癱瘓。
李晉平教授在又黑又濕的礦井里苦思三天三夜,終于靈光一閃:“必須給氣體修建一條高速通道!”
僅靠將粉末制成顆粒遠遠不夠,他們開發出一種“晶種誘導”技術,使納米級材料微粒仿佛擁有生命般自行拆解重組,形成內部四通八達通道的“小紅球”。
甲烷分子進入其中如同上了高速公路暢通無阻,吸附效率躍升至80%。為驗證效果,團隊成員戴著呼吸機、系著安全繩,親自深入隨時可能發生爆炸的高濃度瓦斯區域進行調試,那種將生死置之度外的感受,外人難以體會。
輪到世界見證我們的成就
去年全國首個移動撬裝式發電裝置在煤礦正式運行,當儀表盤上的數字開始跳動,那些曾經奪人性命的“地下幽靈”,如今乖乖地轉化成電力輸送出去。
一位有著三十年工齡的老礦工望著亮起的燈光,淚水瞬間涌出:“干了一輩子能看到瓦斯不再害人還能發電,值了!”
這套設備顯著降低了礦井事故率,所發電力礦區自用綽綽有余,還可供應周邊村莊,每年節省的電費堪稱天文數字。
當初放棄研究的美國派來了能源專家實地考察,那位專家豎起大拇指感慨萬分:“我們投入大量資金和時間最終放棄,你們竟然真的做到了,簡直難以置信!”
這不是客套話,而是對中國科研精神的由衷贊嘆。
別人計算成本覺得不劃算,我們考慮的是人命關天,這件事必須有人去做!別人說“不可能”,我們偏要用十幾年時間,把這個詞從字典里徹底抹去,換成兩個字:“看我的!”
你說這件事牛不牛?
美國人幾十年未能攻克的技術難關,被中國團隊攻破了。這不僅解決了安全隱患和環境污染問題,還實現了資源再利用,為我國能源利用開辟了全新路徑。
不得不說,中國人在科研領域的執著精神,真令人敬佩!你怎么看?
參考資料:《此前尚無先例!我國成功攻克這一世界性難題》觀察者網
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