7月9日,怀柔实验室山西研究院副院长、太原理工大学教授李晋平在接受中国化工报记者采访时介绍,经十余年攻关,其团队研发出人工沸石分子筛技术,实现了易散逸、难捕获甲烷的有效富集提浓,并将其转化为可发电的清洁能源。
“这一技术突破,解决了煤矿开采过程中浓度为2%—8%的瓦斯利用世界性难题,有望为低浓度瓦斯高效利用提供开创性技术方案。”李晋平说。
李晋平研究团队从扎实的基础研究起步。他们借助计算机软件模拟,并利用高倍显微镜对每种候选结构的孔径尺寸、几何构型以及表面化学性质,进行系统评估与计算。
经过持续研究及海量筛选,团队于2016年成功识别出一类以硅、铝元素为骨架构建单元的分子筛结构。历经25000余次艰难配方与工艺优化试验,于2019年成功研发出具备“超疏水”特性的硅铝基人工沸石分子筛。
经过多轮迭代优化,团队最终成功制备出颗粒状、具有“微孔—介孔—大孔”多级孔道结构的硅铝基人工沸石。该吸附剂甲烷吸附率高达80%。2023年,这项成果应用于全国首个“移动撬装式低浓度煤层气提浓装置示范工程”。
“该吸附剂非常适用于中小规模煤矿企业低浓度煤层气的提浓利用。”中北大学教授刘有智评价道,加快煤层气的开发利用是推进能源生产和消费革命的关键一环,也是保障国家能源安全的重要支撑力量。
李晋平表示,研究团队已填补了2%—8%超低浓度瓦斯规模化利用的全球空白,构建了全域煤层气高效梯级利用的完整技术链。展望未来,李晋平说:“我们将加快煤层气开发利用,加快技术推广和创新探索脚步,为保障国家能源安全、推动煤矿绿色低碳转型提供强有力的科技支撑。”
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