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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(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為新型能源,你會(huì)相信嗎?
煤礦中的瓦斯大家并不陌生,它不僅嚴(yán)重危及礦工生命安全,還在一定程度上推動(dòng)了全球氣候變暖。
那么我國究竟是如何實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的呢?
瓦斯是懸在頭頂?shù)囊话训?/p>
礦井中最致命的瓦斯,既是無數(shù)事故的罪魁禍?zhǔn)祝彩钦滟F的天然氣資源。
全球各國都對(duì)此束手無策,就連美國頂尖科研團(tuán)隊(duì)投入巨資后也無奈放棄。然而在中國,僅僅因?yàn)橐痪洹八藷o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(guān)之路,最終將這個(gè)曾被認(rèn)為“不可能”的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
提到瓦斯,礦工們無不心驚膽戰(zhàn),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(diǎn)點(diǎn)火花,比如鐵鎬與巖石碰撞產(chǎn)生的火星,都有可能引發(fā)爆炸,瞬間摧毀整個(gè)巷道。
多年來多少慘劇都源于此,這不是新聞里的冰冷數(shù)字,而是一個(gè)個(gè)家庭破碎的真實(shí)寫照。
雖然令人痛恨,但這種氣體同樣令人垂涎,因?yàn)樗举|(zhì)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(shù)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(gè)道理。
更糟的是,甲烷對(duì)環(huán)境的影響遠(yuǎn)超二氧化碳,其溫室效應(yīng)強(qiáng)度是后者的二十多倍。
這就像一個(gè)沉默的殺手,在不知不覺間加劇地球負(fù)擔(dān)。一邊是人命攸關(guān),一邊是資源浪費(fèi),再加上環(huán)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(jí)專家參與,數(shù)億美元砸進(jìn)去連個(gè)水花都沒激起。
最終研究報(bào)告顯示成本過高、技術(shù)瓶頸難以突破,此事就此擱置。全世界都認(rèn)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(xué)術(shù)會(huì)議上,專家們?nèi)栽诟袊@這道世界難題無人能解,臺(tái)下一個(gè)叫楊江峰的博士生低聲對(duì)導(dǎo)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?shù)脑掽c(diǎn)燃了一群人的信念,一支僅有十來人的小團(tuán)隊(duì),既無資金又無背景,毅然投身實(shí)驗(yàn)室,這一干就是十余年。
外人看來是漫長的等待,對(duì)他們而言卻是用生命在拼搏。實(shí)驗(yàn)室里只有幾臺(tái)老舊設(shè)備,經(jīng)費(fèi)緊張到李晉平教授不得不自掏腰包維持運(yùn)轉(zhuǎn)。
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(biāo)是打造一種“分子篩”,就像超級(jí)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(jìn)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(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的十萬分之一,這項(xiàng)工作比在米粒上雕刻還要精細(xì)。他們得像分子世界的頂級(jí)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(shí)驗(yàn)室十五六個(gè)小時(shí),眼睛盯顯微鏡盯出血絲,吃飯時(shí)雙手都在發(fā)抖。
為了獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù),楊江峰連續(xù)三天三夜沒合眼,最終因過度勞累暈倒在實(shí)驗(yàn)臺(tái)旁。
這還不是最艱難的時(shí)刻,確定方向后他們進(jìn)行了超過兩萬五千次實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)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(dǎo)致所有數(shù)據(jù)丟失。
幾位三十多歲的博士當(dāng)場就在實(shí)驗(yàn)室里哭了,那是身心俱疲的表現(xiàn),但擦干眼淚后沒人說放棄,繼續(xù)投入戰(zhàn)斗。
這不是普通的科研工作,而是在一場看不到終點(diǎn)的馬拉松中,用青春和生命去賭一個(gè)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(jié)果帶到礦井現(xiàn)場測試時(shí)卻發(fā)現(xiàn)問題。
那些粉末進(jìn)入設(shè)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(tǒng)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,他們開發(fā)出一種“晶種誘導(dǎo)”技術(shù),使納米級(jí)材料微粒仿佛擁有生命般自行拆解重組,形成內(nèi)部四通八達(dá)通道的“小紅球”。
甲烷分子進(jìn)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(yàn)證效果,團(tuán)隊(duì)成員戴著呼吸機(jī)、系著安全繩,親自深入隨時(shí)可能發(fā)生爆炸的高濃度瓦斯區(qū)域進(jìn)行調(diào)試,那種將生死置之度外的感受,外人難以體會(huì)。
輪到世界見證我們的成就
去年全國首個(gè)移動(dòng)撬裝式發(fā)電裝置在煤礦正式運(yùn)行,當(dāng)儀表盤上的數(shù)字開始跳動(dòng),那些曾經(jīng)奪人性命的“地下幽靈”,如今乖乖地轉(zhuǎn)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(fā)電,值了!”
這套設(shè)備顯著降低了礦井事故率,所發(fā)電力礦區(qū)自用綽綽有余,還可供應(yīng)周邊村莊,每年節(jié)省的電費(fèi)堪稱天文數(shù)字。
當(dāng)初放棄研究的美國派來了能源專家實(shí)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(shí)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(duì)中國科研精神的由衷贊嘆。
別人計(jì)算成本覺得不劃算,我們考慮的是人命關(guān)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(shí)間,把這個(gè)詞從字典里徹底抹去,換成兩個(gè)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(shù)難關(guān),被中國團(tuán)隊(duì)攻破了。這不僅解決了安全隱患和環(huán)境污染問題,還實(shí)現(xiàn)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(lǐng)域的執(zhí)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(wǎng)
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