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但凡對煤礦了解的人都知道,煤層氣俗稱“瓦斯”,是煤炭開采過程中最大的安全隱患。然而,太原理工大學教授于盛旺和他的科研團隊卻把它變成了價值極高的“金剛石”。
從一間鍋爐房改造的實驗室、8萬元項目啟動資金起步,于盛旺用了6年時間,首創(chuàng)煤層氣人工合成金剛石。正是看重這項技術(shù)創(chuàng)新的可觀前景,山西省大型煤炭企業(yè)——陽煤集團出資3.5億元,與太原理工大學合作成立山西新碳超硬材料科技有限公司,加速“煤層氣生產(chǎn)金剛石”項目的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用,為山西煤層氣資源找到了一個“論克拉賣的價值鏈”。
起步時,于盛旺與10余位志同道合的老師一同創(chuàng)建了超硬材料實驗室,將學校一間廢棄的鍋爐房改造成項目組的實驗室。當時做實驗用的原料氣體價格昂貴,為了省錢,于盛旺騎著自行車跑遍太原市找原料?!坝幸淮握{(diào)研,我看到山溝里全是礦井,礦井地下的瓦斯氣體主要成分就是我們做金剛石的一個原料。”
山西煤層氣資源豐富,這么多的煤層氣為什么不能用來有效降低生產(chǎn)成本?于是,于盛旺開始嘗試用煤層氣來合成金剛石。于盛旺介紹說,金剛石是自然界最堅硬的物質(zhì),被譽為“21世紀戰(zhàn)略性材料”。由于國內(nèi)人工合成技術(shù)落后,國外實施高端產(chǎn)品封鎖,我國把自主研發(fā)合成金剛石作為打破國外壟斷的戰(zhàn)略攻關(guān)項目。
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“為節(jié)約開支,我們自己模擬計算,定制零部件,回來動手組裝。”于盛旺介紹說,現(xiàn)在實驗室里80%的設(shè)備都是他們自主研發(fā)制作的,用這套生產(chǎn)線,成本降低了70%。
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功夫不負有心人。2014年,于盛旺團隊設(shè)計制造出一套能夠長時間連續(xù)生產(chǎn)的第一代高功率微波等離子體化學氣相沉積金剛石生產(chǎn)裝置,使煤層氣成為金剛石生產(chǎn)的電力燃料氣和反應(yīng)原料氣,反應(yīng)后的低碳尾氣再次成為電力燃料助燃氣,實現(xiàn)了煤層氣的閉環(huán)應(yīng)用。
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“我們現(xiàn)在做一克拉金剛石最低端產(chǎn)品需要10立方米的煤層氣,成本約30元;一克拉金剛石按最低價可賣200元,等于漲了6倍多?!庇谑⑼f,目前裝置已經(jīng)發(fā)展到第五代,與國際上同類裝置相比較,制造成本僅為國外的幾分之一,而生產(chǎn)同類別金剛石的效率卻提高了2至4倍。
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為感謝學校的知遇之恩,于盛旺團隊將所研發(fā)的裝置以太原理工大學的英文縮寫“TYUT”命名,該裝置及相關(guān)技術(shù)獲得了國家發(fā)明專利授權(quán)。短短6年時間,實驗室固定資產(chǎn)已經(jīng)增值了上千倍,申報的專利近30項。
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